Průměrné denní teploty ve městech jsou v horkých letních měsících i o několik stupňů vyšší, než na okraji příměstských částí či na venkově. Na vině je rozšiřující se betonová zástavba, která v důsledku absence zeleně a přirozených odtokových míst akumuluje obrovské množství tepla. V aglomeracích tak vznikají tepelné ostrovy, zamezující kondenzaci vzdušné vlhkosti a vzniku deště. Odborníci z České rady pro šetrné budovy nabádají: naučme se ochlazovat města pomocí zelených střech a fasád. Jako Rada se v tomto ohledu dlouhodobě angažujeme a poukazujeme na důležitost a význam zelených střech a fasád, jež jsou díky svým vlastnostem schopné budovy ochlazovat a vytvářet tak nejen příjemnější, ale zejména zdravější městské prostředí. Vnášejme do měst přírodní principy!
Problém tepelných ostrovů v městských aglomeracích
Horko, hustá zástavba, rozpálené plochy sálající teplo dlouho do noci, žluté trávníky a málo zeleně. Kombinace typická pro řadu současných měst, které trpí vlivem měnícího se klimatu a stále větších vln veder a sucha. Na tento nepříznivý vývoj však lze účinně reagovat. Hlavní strategie v boji pro extrémům počasí je spojit se s přírodou.
Tepelné ostrovy vznikají v důsledku rozšiřující se zástavby, čímž mizí zelené plochy a přirozená odtoková místa. Horký vzduch stoupající z rozehřátých betonových ploch nad město znemožňuje kondenzaci vzdušné vlhkosti a mraky jsou tak často vytěsněny mimo pevninu nebo do míst, kde je teplota nižší. Teprve tam se pak tvoří srážky. Vysoké teploty, které mohou být v zastavěné oblasti až o 8 °C vyšší než v přírodě ve stejném klimatickém pásu, tak zhoršují nejen kvalitu životního prostředí, ale ovlivňují i psychiku a produktivitu člověka.
„Vznik tepelných ostrovů poukazuje na problém špatného hydrologického režimu měst. Právě budovy a zejména jejich vhodně řešené okolí mohou mít výrazný vliv na omezení těchto jevů. Měli bychom se inspirovat a vlastně kopírovat jednoduché, v přírodě běžně fungující principy - vnést tedy do městského prostředí přírodě blízké hospodaření s dešťovými vodami. Na projektech, jež sami vyvíjíme, pracujeme s konceptem tzv. zelenomodré infrastruktury.“
Modrozelená infrastruktura jako řešení
Postupně přibývá počet dní, kdy většina obyvatel z městských center utíká do zeleně, za příjemnějším prostředím a nižší teplotou. Adaptačních opatření, která na tento nepříznivý vývoj v betonových džunglích reagují, je nespočet. Dříve se většinově využívala zejména technická opatření, z důvodu jejich mnohdy betonového vzhledu někdy označovaná také jako šedá infrastruktura. V posledních letech se však do popředí stále častěji dostává přijímání adaptačních opatření založených na infrastruktuře zelené a modré, tedy opatření využívajících zeleň a vodní prvky.
Čtěte také: Nová generace střešních oken VELUX
Mezi modrozelená řešení se řadí zeleň v ulicích (stromořadí, keře, travnaté plochy), parky i inovativnější prvky na budovách jako jsou zelené střechy nebo fasády. Modrá infrastruktura je vedle vodních toků (řek a potoků) v kategorii adaptačních opatření zastoupena různými vodními prvky jako jsou kašny, umělé mokřady a jezírka. Relativně novým řešením jsou i různá opatření bránící dešťové vodě odtékat bez užitku do kanálů a způsobovat přívalové povodně. Mezi taková opatření patří například dešťové záhony. Opatření pro boj s klimatickými extrémy je tedy k dispozici široké spektrum.
Překážky pro modrozelená řešení
Přesto je jejich výběr a možnost realizace často omezena řadou okolností. Nejčastější omezení vyplývají z vysoké hustoty zástavby a množství různých trubek, kabelů a dalších sítí, které vedou pod zemí a kterým přítomnost kořenů rostlin a vody nedělá dobře. V centrech měst tak narážíme při snaze o ozelenění na nedostatek vhodných ploch. Významným konkurentem, kterému často padá zeleň za oběť, jsou také parkovací místa. Na zeleň už mnohdy nezbyde místo.
Zelené střechy: Účinné řešení pro města
Jak tedy dostat zeleň i do těchto extrémních městských podmínek? Existují účinná řešení, která nám umožňují zeleň a zástavbu skloubit. Zelené střechy se počítají mezi ty nejfunkčnější z nich. Typické střechy domů ve městech jsou tvořeny asfaltovými pásy, taškami či plechovou nebo jinou průmyslovou krytinou. Tedy materiály, které mají velkou tendenci akumulovat teplo. Zelené střechy tyto materiály nahrazují, a to výsadbou méně náročných druhů rostlin, které povrch střechy porůstají.
„Rostliny prostřednictvím mechanismu evapotranspirace zajišťují jak ochlazování vlastních tkání, tak celé plochy střechy a jejího okolí. Podmínkou je samozřejmě funkční zelená střecha s živou vegetační vrstvou. V intenzivní zástavbě může stoprocentní aplikace zelených střech na střešní krajinu snižovat za horkých dní teplotu v zástavbě až o 8,3 °C,“ uvádí Antonín Vejmelka z firmy Sedum Top Solution a Josef Hoffmann z divize Isover společnosti Saint-Gobain Construction Products dodává: „Princip zelených ploch spočívá v tom, že aby se voda uložená ve vegetační střeše či fasádě odpařila, musí z okolí odebrat teplo. Tím okolí zbavuje tepla a ochlazuje jej. Vegetační porosty navíc absorbují mnohem méně slunečních paprsků než asfaltový či betonový povrch.“
Mnoho funkcí zelených střech
- Pomáhají ochlazovat město.
- Zadržují dešťovou vodou.
- V řadě případů vytváří i prostor pro rekreaci.
- Mohou také přispívat k dobrým životním podmínkám pro živočichy, jako jsou hmyz a ptáci.
- V centrech měst na střechách pak najdete i včelí úly.
- Pro uživatele domu zase přináší užitky v podobě úspor energií za chlazení v létě a vytápění v zimě.
- Výčet benefitů pak uzavírá prodloužení životnosti střešní izolace díky ochraně před slunečním zářením a mechanickému poškození.
Nejnovějším trendem je pak kombinace zelených střech a fotovoltaických panelů. Panely v tomto případě díky ochlazování od zeleného souvrství dosahují vyšší účinnosti, než je tomu u panelů na střechách s jiným povrchem.
Čtěte také: Chodníky z betonu: tipy a triky
Zelené střechy poskytují řadu užitků nejen vlastníkovi a uživateli budovy, ale i celé společnosti. Přináší efektivní způsob hospodaření s dešťovou vodou, tepelné úspory, přispívají ke zlepšování mikroklimatu měst nebo snižování efektu městského tepelného ostrova. V neposlední řadě slouží jako estetický prvek budovy či pobytové místo. Přístupy k ozeleňování střech ve světě se v poslední době mění, objevují se nové pojmy, jako jsou biodiverzitní zelené střechy, biosolární zelené střechy, modrozelené střechy. Tyto nové pojmy korespondují i s novými technologiemi a přístupy k ozeleňování střech a fasád.
Typy zelených střech
Zelené střechy mají mnoho podob i funkcí. Liší se zpravidla výškou substrátu, ve kterém rostliny koření, a tím i druhovou skladbou, sklonem nebo přístupem na střechu.
- Intenzivní střecha: Zde mohou růst díky pravidelné péči a zálivce i větší rostliny včetně stromů. Vyžadují vyšší údržbu a mnohdy se z hlediska údržby podobají klasickým zahradám.
- Extenzivní střecha: S nízkou mocností substrátu vyžadují malou údržbu. Vegetaci v případě těchto méně na údržbu náročných střech tvoří nejčastěji rozchodníky a další suchomilnější rostliny. Extenzivní neboli rozchodníkové střechy jsou v podstatě bezúdržbové.
Volba typu střechy vychází z řady různých aspektů. Jedním z klíčových faktorů je statika budovy. Čím více substrátu je na střeše, tím větší musí mít konstrukce nosnost. Současně je pak třeba počítat s vyššími náklady na realizaci a údržbu. Zelené střechy s nízkým substrátem a nenáročnými druhy lze obvykle realizovat i na starších budovách. Z hlediska životnosti zelených střech a fasád záleží na použitých materiálech. Certifikované střešní elementy a substráty mohou dobře sloužit i více než 50 let.
Úspora energií a zmírnění přehřívání měst
Vedle estetické funkce a prostoru pro rekreaci má instalace zelené střechy pozitivní vliv na snížení energetické náročnosti při chlazení či vytápění objektů. Tím se dosáhne nejenom finančních úspor majitelům objektů, ale také se sníží projevy městského tepelného ostrova. Přínos energeticky úsporného vegetačního řešení tak tkví ve schopnosti akumulovat srážkovou vodu, měnit odtokové parametry, předcházet zahlcování stokové sítě a především vodu pozvolna odpařovat. Zelené střechy a fasády přinášejí značné energetické úspory.
Například budova Javits Convention Center v New Yorku, která se pyšní druhou největší zelenou střechou ve Spojených státech, tak ročně ušetří až 26 % spotřeby energií. Úspory se však vždy odvíjejí od konkrétního případu a druhu vegetační střechy.
Čtěte také: Vlastnosti betonových podlah
Výsledky ekonomických analýz prokázaly, že právě úspory energií za vytápění v zimních měsících a ochlazování budov v letních měsících mají významný podíl na návratnosti investice do zelených střech. Pro města jsou zelené střechy významné i tím, že snižují tepelný ostrov města, tedy jeho přehřívání vzhledem k množství zpevněných ploch.
Měření potvrzují pozitivní vliv
Jak ovlivňují zelené střechy teploty v jejich okolí je jedním z témat, které zkoumá tým odborníků z Univerzity J. E. Purkyně v Ústí nad Labem. Vzhledem k absenci dostupných dat z českého prostředí vybudovali v roce 2020 na jedné z budov univerzity experimentální zelenou střechu, která je mimo rozchodníků, hvozdíků a dalších drobných kvetoucích rostlin osázena řadou různých senzorů. Ty jsou umístěny i na vedlejší střeše, kde zelená střecha není. V rámci výzkumu je tak možné v kteroukoliv denní dobu určit teplotní rozdíly mezi střechou se zelení a bez.
První dva roky měření přinesly výzkumníkům řadu zajímavých výsledků. Měření potvrzují v rámci letních dnů významně nižší teplotu na povrchu zelené střechy oproti kontrolní střeše bez vegetace. Ve chvíli, kdy byla 19. června 2022 naměřena nejvyšší loňská teplota vzduchu o hodnotě 40 °C, teplota na izolaci zelené střechy byla jen okolo 30 °C, zatímco teplota na izolaci střechy bez vegetace skokově narůstala až na úroveň 71 °C. Rozdíl přes 40 °C pak nejenom že snižuje přehřívání budovy, ale také přispívá k tomu, aby v okolí budovy a celém městě nedocházelo ke vzniku tzv. tepelného ostrova. Část střechy s vegetačním souvrstvím se ohřívala (kumulovala teplo) pozvolněji a během noci pak docházelo k postupnému ochlazování. Naopak v zimě se ukázalo, že zelené souvrství střechy eliminuje teplotní rozdíly a snižuje tak pokles teplot na izolaci.
Tabulka: Vliv zelené střechy na teplotu (měření 2022)
| Období | Vliv zelené střechy | Počet dní |
|---|---|---|
| Léto | Ochlazující efekt | 189 |
| Zima | Zateplující efekt | 112 |
| Jaro/Podzim | Neutrální vliv | 64 |
| Celkem | Přírodní klimatizační efekt | 301 (82,5 % roku) |
Z výsledků jasně vyplývá, že potenciální dopad na úspory energií za vytápění nebo chlazení vnitřních prostor měla v roce 2022 zelená střecha 301 dnů, tedy po 82,5 % roku. Jednalo se tak o přírodní klimatizační efekt pro obyvatele budovy i celé město, a to přímo na střeše budovy.
Realizace střech se vyplácí celé společnosti
Řada jmenovaných přínosů pozitivně ovlivňuje nejen investora a uživatele budov. Pokud nahlédneme na střechy ekonomickou optikou, má smysl při porovnání nákladů a přínosů zahrnout i tyto přínosy navíc (známé jako externality), které sice nezískává samotný investor, ale pro společnost jako celek význam mají. Snižování tepelného ostrova měst spolu s hospodařením s dešťovou vodou tvoří dva významné důvody, proč má smysl realizaci zelených střech podporovat a po investorech vyžadovat. Přínosnost zelených střech si uvědomují i ministerstva a zastupitelé měst, kteří na zřízení zelených střech vypisují dotační tituly, jmenovitě pak v rámci programu Nová zelená úsporám. Dotace stavebníkovi pokryjí zhruba polovinu nákladů na jejich zřízení, které se pohybují mezi 1200 až 2500 Kč za metr čtvereční v závislosti na celkové ploše a typu střechy.
V českém prostředí je možné na realizaci zelených střech u rodinných a bytových domů čerpat dotace například ze zmíněného programu Nová zelená úsporám. U administrativních budov naopak existuje možnost snížit vlivem realizace tohoto opatření poplatek za odvod srážkových vod do kanalizace, čímž se snižují provozní náklady budovy do budoucna. V praxi ale bohužel často nastává situace, kdy investor mající původně zájem vybudovat jako součást projektu zelenou střechu v určité fázi plánování nebo realizace zjistí, že potřebuje snížit rozpočet. V tomto případě je pak zelená střecha jedním z častých prvků, který se odebírá. Ne vždy tedy k realizaci nakonec dojde.
Zelené střechy v České republice
Přestože ještě před několika lety byly zelené střechy spíše raritou, v posledních letech počet jejich realizací každoročně narůstá. V Česku již existující desítky specializovaných firem využívající nejmodernější technologie a při navrhování moderních a chytrých budov se zeleň na střechách stává běžnou součástí projektů. Zelenou střechu tak můžeme často vidět jak na rodinných domech, tak na administrativních a průmyslových budovách. A to třeba i na Národní třídě v Praze, obchodním domě v Jihlavě či výrobní hale ve Slavkově. Jak vyplývá z údajů Svazu zakládání a údržby zeleně, aktuálně jejich rozloha v České republice odpovídá 350-400 fotbalovým hřištím. Nejvíce střech (více než 70 % plochy) vzniklo v loňském roce na rodinných a bytových domech. Převažují extenzivní nízkoúdržbové střechy, které tvoří přes 80 % všech ploch.
Zelené fasády: Vertikální oázy v městech
S přehříváním měst a eliminací tepelných ostrovů mohou pomoci zelené střechy a fasády. Ty dokážou budovy a jejich okolí ochladit, zvyšují energetickou efektivnost staveb a příznivě ovlivňují i biodiverzitu dané lokality.
Zelené fasády vytvoří krásnou louku či květinový záhon zejména v zastavěných místech, kde budovy a betonové plochy přímo lační po kousku zeleně. Úžasnou výhodou je umístění vegetace v ulicích, na náměstích, budovách, domech, kde je výsadba běžné zeleně ztížena nebo není vůbec možná. Množství variací použití zelených fasád je velká výhoda. Na výběr jsou jednoduché popínavé rostliny přímo na fasádě přidržující se svými kořínky a terčíky, až přes systémy z lanek a nerezových sítí po celoplošné pěstební systémy.
Správnou volbou rostlinných druhů lze docílit fasády krásně zelené po celý rok, může být také kvetoucí s různou barvou listů. Díky vhodné kombinaci rostlin dokážeme zajistit i požadovanou hustotu. Obrovský potenciál mají zejména v zastavěných městech, kde není možné vysazovat vegetaci v ulicích, v parcích a dalších horizontálních plochách.
Izolační vlastnosti zelených fasád
Co se týče izolačních vlastností zelených fasád, záleží na jejich vzdálenosti od primární konstrukce. Čím větší je vzdálenost mezi fasádou a domem, tím větší je proudění vzduchu a menší izolační vlastnosti. Pokud je zelená fasáda kotvena do stěny domu, je samozřejmě třeba maximálně omezit vliv tepelných mostů působením nosných prvků a kotvení. „Fasáda tvořená popínavými rostlinami je prakticky bezúdržbová. Naproti tomu vertikální zahrady, u nichž je výrazná variabilita zastoupených rostlin, vyžadují vyšší údržbu. Vše jinak funguje automaticky díky elektronickému systému přihnojování a závlah.“
Příklad z Vídně
Zelená fasáda založená systémem předsazených vegetačních kontejnerů má v porovnání s nezateplenou fasádou výrazně lepší tepelně izolační vlastnosti. Jak ukázalo měření na budově Správy komunálního odpadu MA 48 ve Vídni, povrch fasády domu byl v létě pod zelenou fasádou průměrně o 9,58 °C chladnější a teplejší o 4,16 °C v zimě oproti povrchu domu bez zelené fasády. Teplota vzduchu za zelenou fasádou byla v létě o 8,79 °C nižší a v zimě o 6,81 °C vyšší než teplota před „nezelenou“ fasádou.
Výše uvedená měření jsou pak dále podpořena snížením hodnot zimních tepelných ztrát a letních tepelných zisků. Tepelný tok do budovy byl v létě nižší až o 34,27 W/m2, a z budovy v zimě nižší až o 42,66 W/m2 (Scharf, et al., 2012).
U zelené fasády porostlé popínavými rostlinami (břečťanem) je rozdíl menší - naměřen byl 3 °C rozdíl mezi teplotou vnějších listů břečťanu a teplotou povrchu budovy (Bartfelder & M., 1987) (Köhler & Ottelé, 2012).
Tepelný komfort
Celkově díky svým tepelně-izolačním vlastnostem zlepšují zelené střechy a fasády i tepelný komfort v domě. To je poznat zejména v letních měsících, kdy nedochází k akumulaci tepla v plášti budovy a jeho vyzařování do vnitřních prostor, a je tak zajištěna větší tepelná stabilita domu. Zelené střechy a fasády přináší úspory na chlazení budovy a také vlhčí a chladnější vzduch v jejím okolí, odpařováním vlhkosti totiž rostliny snižují prostup záření s dlouhou vlnovou délkou, což umožňuje přirozenou ventilaci okny, dovolí-li to podmínky.
Dalším faktorem chlazení budovy je částečné zastínění oken vegetací, a tedy snížený prostup slunečního záření dovnitř budovy. To se týká hlavně jižně orientovaných oken, i když v tomto případě je dobré zvážit, zda zastíněním nebudou zvýšeny náklady na osvětlení za špatných světelných podmínek. Zelená fasáda by v každém případě měla být několikrát ročně udržována, aby k nežádoucímu zastínění nedošlo. Zastínění se dá také částečně regulovat použitím opadavé popínavé zeleně, která v létě okna stíní a v zimě nebrání světlu a solárním ziskům.
Možnosti ozeleněných budov jsou známé a jdou ruku v ruce s energetickou účinností. Je potřeba s nimi počítat už ve fázi plánování a brát v potaz faktory jako teplota a vlhkost vzduchu, větrnost, srážkové úhrny, stupeň oblačnosti a délka slunečního svitu, a tyto proměnné pak využít ve prospěch budovy. Klimatické podmínky jako podklad pro plánování jsou k dispozici, takže rozšíření tohoto uvažování nestojí prakticky nic v cestě.
Zeleně na budově není jen pasivním prvkem, ale díky živým rostlinám a fotosyntéze působí aktivně. Kvalitní tepelná izolace je stále nepostradatelná. Jistě by však bylo možné uvažovat o započtení bezpečné nejmenší hodnoty vlivu konkrétních řešení na šíření tepla pro zimní a pro letní období, což je i směr, kterým se v současnosti ubírají některé výzkumné projekty.
Příklady zelených staveb v Česku
Nutnost adaptovat se na měnící klima i trend v oblasti moderních a chytrých budov vedou k tomu, že každým rokem vznikají stovky nových zelených střech. Někdy se jedná „jen“ o ozelenění přístřešků pro auto, jindy o rodinný dům nebo dokonce o rozsáhlé střechy obchodních domů nebo výrobních hal. S přibývajícím počtem pak lze narazit na řadu inovativních řešení, u kterých na základě porovnání nákladů a přínosů lze současně vyhodnotit, že jejich realizace je smysluplná. Uveďme si tři inspirativní příklady z Česka.
Dům v Úžině v Praze-Jinonicích
Zelená střecha na Domě v Úžině v Praze-Jinonicích patří mezi střechy, které se řadu let využívaly jako ukázkové řešení, které nechybělo v žádné publikaci o zelených střechách v České republice. Architekt a vlastník domu v jedné osobě si za tento dům a střechu odnesl řadu různých ocenění. Celý dům je realizován s ohledem na šetrnost k životnímu prostředí a minimální produkci CO2. Pozemek je v nejužším místě široký pouhé 4 metry, proto byl považován za nezastavitelný a připomíná tvar přesýpacích hodin. Samotná stavba se pak tvaru pozemku musela přizpůsobit a získala pojmenování Dům v úžině. Na rodinném domě byla použita úsporná extenzivní střecha s menším sklonem o rozloze 125 m2 a mocností substrátu 8 cm. Vegetaci tvoří směs šesti druhů suchomilných rozchodníků, netřesky a lokálně vysazené nenáročné trvalky, které se doplňují v obdobích květu. Rostliny, včetně zelené střechy na domě, slouží k zajišťování příznivého klimatu, regulaci teploty a vlhkosti a k zasakování srážkových vod.
Tato zelená střecha současně patří mezi první, u kterých bylo provedeno již v roce 2018 ekonomické zhodnocení odborníků z univerzity UJEP, které porovnávalo náklady a přínosy zelené střechy v průběhu jejího životního cyklu. Náklady na realizaci se pohybovaly okolo 135 tis. Kč. A přestože do hodnocení přínosů bylo zahrnuto jen velmi omezené spektrum užitků spojených především s úsporami energie, snižováním hluku uvnitř, prodloužením životnosti izolace a snižování odtoku dešťové vody, tyto přínosy vyjádřené penězi převýšily počáteční investiční náklady a náklady spojené s údržbou již během prvních 15 let. Pokud bychom započítali do užitků například i estetickou hodnotu nebo zvýšení hodnoty nemovitosti, návratnost investice by se dále zvyšovala.
Experimentální zelená střecha na UJEP
Obdobné návratnosti je dosaženo i u již zmíněné experimentální zelené střechy na univerzitě UJEP. Jedná se o plochou extenzivní střechu s pěti druhy rozchodníků a dalších suchomilnějších rostlin. Je příkladem střechy, která byla zrealizována až dodatečně v rámci rekonstrukce budovy. Boří tak mýtus, že zelené střechy je možné realizovat jen na nových budovách. V tomto případě se jednalo o střechu v havarijním stavu, která však nyní plní nejen řadu přínosů ale současně slouží i vědě. Investiční náklady zde dosahovaly výše 170 tis. Kč na samotnou zelenou střechu. Další náklady pak byly spojeny se samotnou rekonstrukcí a pořízením měřící techniky. Přínosy jsou pak jak v případě zadržování srážkové vody, prodloužení životnosti izolace, tak v úsporách energií.
Mokřadní zelená střecha v Holešovicích
Mezi další ne zcela obvyklou zelenou střechu se řadí mokřadní zelená střecha vybudovaná v rodinném domě ve vnitrobloku mezi činžovními domy pražských Holešovic. Tato zelená střecha slouží současně jako kořenová čistírna odpadních vod produkovaných v rodinném domě. Odpadní voda je odváděna do vícekomorového podzemního septiku a následně do čerpací jímky s provzdušňováním, kde dochází k eliminaci zápachu, předčištění a zbavení se pevných částic. Odtud je pak přečerpávaná na střechu, kde dochází k jejímu dočištění pomocí kořenů mokřadních rostlin. Přečištěná odpadní voda pak nachází využití jak ke splachování WC, tak jako užitková voda pro zálivku zahrady. Celkové náklady na realizaci mokřadní zelené střechy včetně substrátu, sazenic a potřebné technologie vyšly na 150 tis. Kč. Vlivem kombinace zelené střechy s kořenovou čistírnou je v tomto případě dosahováno širšího spektra užitků. Oproti střeše na UJEP je navíc střecha i pohledová, což znamená, že je na ni výhled z okolních činžovních domů.
tags: #zelené #střechy #a #fasády #betonových #budov