Stadsstrukturens betydelse för luftens omsättning

Mathias Cehlin är docent i energisystem på Högskolan i Gävle. Där arbetar han med energieffektivisering och är vetenskaplig ledare för hållbar stadsutveckling. Just nu arbetar han i ett forskningsprojekt om hur stadens fysiska struktur påverkar förutsättningar för luftomsättningen. Vi har pratat med Mathias för att höra mer om det och om hans pågående forskningsprojekt på området.  

Mathias, hur mår luften i våra städer? 

I Sverige har vi en självbild att vi har ren och hälsosam luft, vilket gör att arbetet med luftkvalitetsfrågor i våra svenska städer ligger efter många andra europeiska städer. Jag tror att alla kommuner är överens om att det är viktigt med god luftkvalitet - men det arbetas inte så aktivt med frågorna eftersom vi inte tror att vi har så stora problem idag. Några av de större städerna, som har uttalade problem, har strategier för att förbättra luftkvaliteten, men även i flera av våra mellanstora och mindre städer finns problem med luftkvaliteten som ligger nära eller till och med överskrider de miljökvalitetsnormer vi har för luftkvalitet.   

Mathias Cehlin bedriver forskning om hur stadens fysiska struktur påverkar förutsättningar för luftomsättningen. Foto: Anna Sällberg

Vad är det viktigaste att tänka på i den fysiska planeringen när det kommer till luftkvalitet? 

Generellt kan man säga att luften är renare ovanför byggnaderna och bara en begränsad del av den ”renare” luften kommer till marknivå. Numera alstras föroreningarna framför allt från marknivå från trafiken i våra städer, medan det tidigare var skorstenarna som stod för den största delen föroreningar till luften. Det är högre vindhastighet högre upp i luften, men det är svårt att få ner den luften på gatunivå. I stället skapas det lätt virvlar som håller kvar förorenad luft på gatunivå och i vivlarna ackumuleras partikelhalterna som då ökar.  

Om man i stället planerar den fysiska strukturen utifrån klimatdata, kan man skapa renande flöden, högre ventilation och därmed sänka föroreningshalterna på gatunivån i städerna. För att få in så mycket ny luft som möjligt till gatunivån, behöver man ta hänsyn till klimatdata som vindhastigheter och riktning, direkt och diffus solstrålning, temperaturer och relativ fuktighet. Görs det genomtänkt kan den fysiska strukturen, med lokalisering och riktning av gator och bebyggelse, påverka vindmönster och verka för en renare luft i våra städer. Det är också viktigt att tänka på variationer i bebyggelse och gatubredder. En stadsdel där man har samma höjd och gatubredd i hela området ger generellt sett sämre genomströmning av luft, jämfört med en stadsdel med variation i de avseendena.  

Vad går att göra i befintliga strukturer och miljöer?  

För befintliga stadsdelar och miljöer kan man av naturliga skäl inte göra så mycket åt utformningen av de befintliga byggnaderna. Däremot kan man arbeta med vegetationen, samt trafik- och infrastrukturåtgärder som bidrar till bättre luftkvalitet. Täta trädkronor över kraftigt trafikerade vägar kan leda till att stänga nere luften och en förhöjning av föroreningshalter i gaturummet. Men en åtgärd som vegetation med marknära barriärer och optimerad placering av häckar i gaturum skulle i stället kunna ge en förbättring av luftkvaliteten på exempelvis trottoarer. 

Vid utformningen av stadsdelar och gatumiljöer finns flera användbara verktyg för att styra mot en låg andel vägtrafik och en hög andel gång, cykel och kollektivresor. Exempel på åtgärder och verktyg är miljözoner, trafikregleringar, dubbdäcksförbud, låga hastighetsgränser, trivsamma gång- och cykelvägar, parkeringskostnader, samt fordonspooler. Alla dessa åtgärder leder till minskad fordonstrafik och därmed också minskade föroreningshalter i stadsrummet.    

Vilken skala behöver man arbeta med - hela staden, områden, gatunivån?    

Man behöver arbeta på områdes- och stadsdelsnivå för att bedöma hur bebyggelse och vegetation samverkar med vinden. Genom att se på ett lite större område kan man optimera bebyggelsen och vegetationen och göra områdena grönare och luftkvaliteten bättre också i tätare städer.  

Ert forskningsprojekt låter spännande och som något som kan vara användbart för kommunerna i sin planering. Berätta mer! 

Det är ett Formasprojekt som bland annat syftar till att vara utbildande för arkitekter och stadsplanerare. Vi tittar på hur olika parametrar påverkar luftkvaliteten i våra städer och vilken effekt variationer av dessa parametrar har. Det finns exempelvis idag många påståenden om luftkvalitet och täthet – att en tätare stad ger sämre luftkvalitet. Men det finns få data som säger hur stora skillnader det är på en tät stad i jämförelse med en stad med glesare struktur och för lite underlag för att bedöma hur olika parametrar slår. Exempelvis är det svårt att avgöra hur stor effekt på luftkvaliteten en variation i byggnadshöjd ger i förhållande till hur relationen är mellan gatubredd och höjd på byggnaden. Idag görs ibland jämförelsestudier mellan två alternativ i planeringen, där det kan konstateras vilken struktur som är att föredra ur luftflödessynpunkt, men det finns inte underlag för att bedöma vad som skulle kunna vara mer gynnsam struktur utifrån klimatförutsättningarna. I forskningsprojektet tar vi fram specifika värden utifrån en generell och tillämpbar design för att få en övergripande bild och kunna erbjuda en vägledning för kommuner i planeringen. 

Illustration av hur förtätning av bebyggelse kan påverka partikelhalten i staden. Illustration: Arman Ameen, Högskolan i Gävle.

Illustration av hur variation på avstånd mellan byggnader kan påverka partikelhalten i staden. På liknande sätt är även höjdvariation på bebyggelsen positiv för ventilation. Illustration: Arman Ameen, Högskolan i Gävle.

Vi arbetar med att ta fram ett enklare verktyg som kan tillämpas i flera steg. En första övergripande bedömning görs om designen av ett område är tillräckligt bra ur luftflödessynpunkt och kommer ge en god luftkvalitet. Det är en indikator på om det behövs djupare analyser. Verktyget ska kunna påvisa hur olika faktorer påverkar luftkvalitet och ge ledning i vilka parametrar som behöver justeras för att skapa tillräcklig luftomsättning i området.