Zelené střechy

Jedním z prvků MZI jsou zelené (vegetační) střechy. Zelené střechy jsou způsob, jak nahradit nepropustné povrchy střech za propustný povrch s dalšími benefity. Ve větších městech tvoří střechy budov až 50 % nepropustných ploch, proto se jeví zelené střechy jako účinné řešení pro vytváření udržitelných a odolných měst.

MZI.CZ zelená střecha

 

Dnes a denně mizí rozsáhlé plochy zemědělské půdy a lesů, jak v České republice, tak ve světě. Počet obyvatel má na naší planetě stále rostoucí tendenci (viz Obrázek 1), díky postupnému zdokonalování zdravotní péče, poklesu dětské úmrtnosti a prodlužování průměrné délky života.

Odhad světové populace

Obrázek 1: Odhad světové populace od roku 10 000 př.n.l. do roku 2100 (v milionech) [1]

Růst počtu obyvatel je spjat s výstavbou nových obydlí a nových průmyslových, obchodních, administrativních budov či ostatní zástavbou. Rychlý a intenzivní rozvoj měst zapříčiňuje několik environmentálních problémů – nadměrná spotřeba energie, vody, úbytek zeleně, zhoršená kvalita vzduchu, efekt městských tepelných ostrovů – nárůst teplot ve městech, častější povodně, nadměrný odtok velkého množství vody z lokality = zátěž městské kanalizace a čistíren odpadních vod atp. [2; 3]

Původní krajina se tak nahrazuje za nepropustné povrchy silnic, parkovišť, střech a ostatních ploch. Výsledkem je narušení tzv. přirozeného malého vodního cyklu, který má na svědomí většinu srážek dopadajících do krajiny. Díky vegetaci, vsaku do půdy a podloží je voda zadržována v dané lokalitě, doplňují se zásoby podzemních vod, část může odtékat (povrchově nebo podpovrchově) a výparem (evapotranspirací) dochází k ochlazování lokality, tvorbě mraků a voda se vrací zpět na stejnou pevninu v podobě pravidelných srážek. Takto uzavřený koloběh udržuje lokální mikroklima. Současně existuje i velký vodní cyklus, kdy dochází k přenosu velkého množství vody mezi pevninou a oceánem, popřípadě jiných větších vodních celků (nádrže, přehrady, …) [2; 4].

Schéma velkého a malého vodního cyklu

Obrázek 2: Schéma velkého a malého vodního cyklu [5]

Z tradičních zpevněných nepropustných ploch se velký objem srážek rychle odvádí rovnou do kanalizace. Převažuje odtok z lokality, propustnost je minimální a malý vodní cyklus je destabilizován. Výrazným narušením původních poměrů dochází k úbytku vody z území a stále větší množství vody je nutné odčerpávat ze zásob podzemních vod, které se dostatečně nedoplňují [2; 4].

V důsledku těchto jevů krajina trpí suchem, a protože se značným odtokem nadměrně zatěžují vodní toky zvyšuje se i riziko záplav během přívalových dešťů. Na Obrázku 3 je uvedeno schématické znázornění poměrů mezi odtokem, vsakováním a výparem při srážkách přirozené krajiny ve srovnání s nepropustným povrchem.

Poměr mezi odtokem, vsakováním a výparem vody

Obrázek 3: Schématické znázornění poměrů mezi odtokem, vsakováním a výparem vody pro přirozené prostředí a nepropustný povrch. Obrázek přejat a upraven z [6]

Dalším negativním projevem urbanizace může být efekt „městských tepelných ostrovů“, kdy městská zástavba dosahuje vyšších teplot než na periferii či v parcích (viz Obrázek 4). Tradiční stavební materiály (asfalt, beton, ocel, …) absorbují dopadající sluneční záření, akumulují teplo, a přehřívají se. Tento efekt přispívá podobně jako narušení malého vodního cyklu k méně častému vzniku srážek, protože naakumulované teplo nad městem brání kondenzaci vzdušné vlhkosti. Ohřev měst podporují i tepelné emise z lidské činnosti, např. vytápění, doprava nebo průmysl [7; 8].

Ve studii [8] byl detekován teplotní rozdíl v Brně až k 5 °C a v Olomouci ke 2 °C. Lze předpokládat, že v budoucnu může tento rozdíl růst a ve větších městech dosahovat až 10 °C. Teploty by ve městech mohly dosahovat v letních měsících hodnot výrazně nad 30 °C. Tepelná zátěž negativně ovlivňuje pohodu a zdraví obyvatel. Zapříčiňuje únavu, bolesti hlavy, nevolnost, dehydrataci, závratě a v nejhorším případě nepřímo až smrt. Nejvíce jsou ohroženi starší lidé a děti. Hrozí tak, že se města mohou stát neobyvatelnými [8].

Efekt tepelného ostrova města

Obrázek 4:  Znázornění efektu tepelného ostrova města – rozdíl teplot v různých lokalitách [7]

Pro zmírnění dopadů negativních jevů, změn klimatu, je třeba myslet komplexně, udržitelně, využívat nových moderních technologií a žít v souladu s přírodou a jejími zákony, nikoliv proti ní. K tomu může významně přispět modrozelená infrastruktura (MZI).  

Jedním z prvků MZI jsou zelené střechy (= vegetační střechy). Zelené střechy jsou způsob, jak nahradit nepropustné povrchy střech za propustný povrch s dalšími benefity. Ve větších městech tvoří střechy budov až 50 % nepropustných ploch, proto se jeví zelené střechy jako účinné řešení pro vytváření udržitelných a odolných měst [3]. Pro zajímavost pro přesnou analýzu potenciálu zelených střech použili ve studii [3] bezpilotní dron (UAV = unmanned aerial vehicle). Jednalo se o analýzu města Luo-che v Číně o rozloze 158 km2. Analýzou bylo zjištěno, že ve městě je až 33,3 miliónů m2 střech (cca 21 % celkové rozlohy). V České republice zastavujeme dle krajinného inženýra Jana Vopravila až 15 hektarů zemědělské půdy denně, což je rozloha přibližně 30 fotbalových hřišť [9]. Jen v Brně činí plocha nepřírodního charakteru přibližně 37 % celkové rozlohy města a v Praze dokonce 47 % [10].

Ukázka zelené střechy

Obrázek 4: Ukázka zelené střechy

Plocha nepřírodního charakteru zahrnuje i jinou zastavěnou plochu jako je nádvoří, parkoviště, chodníky, pro které jsou vhodným řešením zasakovací rošty AS-TTE pro propustné povrchy.

Zelené střechy lze vyhotovit jak ploché, tak i šikmé až strmé. Dělí se na 3 základní typy – extenzivní, semi-intenzivní a intenzivní. Přehledný souhrn jejich charakteristických parametrů a rozdílů je uveden v Tabulce 1.

   

Tabulka 1: Charakteristické parametry jednotlivých typů zelených střech. Vytvořeno na základě [2]

Parametr

Extenzivní

Semi-intenzivní

Intenzivní

Výška substrátu

2–20 cm

15–30 cm

Více než 30 cm (až 1,25 m)

Vegetace

Mechy, rozchodníky, trvalky, některé druhy bylin a trav (popř. kačírek)

Vhodné pro suchá podnebí.

Stejné jako extenzivní typ + menší keře a stromky

Plnohodnotná zahrada, vše od rozchodníků až po vzrostlé keře a stromy (do 10 m). Možnost pěstovat zemědělské plodiny.

Pochůznost

Obvykle nepochozí (pochozí pouze v kombinaci s dlažbou)

Obvykle pochozí

Plně pochozí – pobytové

Údržba

Minimální obsluha, údržba cca 2x za rok

Obdobná obsluha

Velmi častá péče a údržba

Cena

1 450–3 320 Kč/m2

1 730–4 640 Kč/m2

2 330–8 000 Kč/m2

Zelené střechy mají řadu příznivých benefitů. Zadržují dešťovou vodu, tím napomáhají obnovit malý vodní cyklus a udržet lokální mikroklima = redukce efektu tepelných ostrovů měst, snižuje se riziko povodní, záplav a doplňují se zásoby podzemních vod. Dešťovou vodu lze sbírat různým způsobem a využít pro různé účely jako je závlaha zeleně nebo splachování atp. [2; 3].

Zvyšují tepelnou izolaci budovy a mohou tak zajistit markantní úsporu energií. V létě teplota zelených střech dosahuje maximálně 30 °C. Konvenční střechy se mohou naopak rozpálit až na 65 a více stupňů, přičemž ohřívají vnitřní prostory budov, které se musí klimatizovat. V zimě zase brání tepelným ztrátám.

Dodávají městu přidanou estetickou hodnotu, místo pro relaxaci a volnočasové aktivity, zvyšují biodiverzitu, rozšiřují se zelené plochy. Vegetace má navíc schopnost redukovat prašnost ve městě a absorbovat polutanty z dešťové vody. Především měď a olovo a chrání tak spodní vody a vodní toky od kontaminace [2; 3].

Avšak zelené střechy mají i nevýhody. V dnešní době je to především poměrně vysoká cena v porovnání s tradičními střechami, nicméně nabízí spoustu benefitů i po ekonomické stránce. Zlevnit jejich výstavbu by mohla v budoucnu modulární řešení. Zatěžují také více konstrukci budov oproti konvenčním střechám. Hydroizolační vrstva musí být precizně provedena, aby se minimalizovalo riziko úniku vody do konstrukce budovy. Po konzultaci s odborníky musí být zvolena správná flóra pro danou oblast. Některé druhy rostlin mohou navíc způsobovat alergie, padání listů a tvorbu biologického odpadu v okolí [2].

Pro větší rozšíření se bude muset řešit i údržba a obsluha hlavně intenzivních střech a také kontrola stavu hydroizolačních vrstev, např. pomocí stálého monitoringu stavu hydroizolace.

Tyto problémy se intenzivně řeší a vyvíjí se nové a moderní přístupy k samotnému provedení zelených střech. Plocha nově dokončených zelených střech se v ČR za posledních 5 let zdvojnásobila a obor má stále růstovou tendenci, a ještě větší v zahraničí. Ke konci roku 2019 se na našem území nacházelo 1,5 km2 zelených střech [11].

 

Je tedy zřejmé, že aplikace zelených střech je sice stále v plenkách i v České republice, ale má velký potenciál.

Miroslav Pazour

Zdroje

[1]

Estimated global population from 10,000BCE to 2100: (in millions). O'NEILL, Aaron. Statista [online]. UN DESA; History Database of the Global Environment [cit. 2021-04-14]. Dostupné z: https://www.statista.com/statistics/1006502/global-population-ten-thousand-bc-to-2050/

[2]

HEJL, M. History of vegetation roofs in the Czech Republic. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering [online]. 2019, 566 [cit. 2021-04-14]. ISSN 1757-899X. Dostupné z: doi:10.1088/1757-899X/566/1/012009

[3]

SHAO, Huamei, Peihao SONG, Bo MU, Guohang TIAN, Qian CHEN, Ruizhen HE a Gunwoo KIM. Assessing city-scale green roof development potential using Unmanned Aerial Vehicle (UAV) imagery [online]. 2021, 57 [cit. 2021-04-14]. ISSN 16188667. Dostupné z: doi:10.1016/j.ufug.2020.126954

[4]

Negativní změny klimatu. Praha 13: oficiální stránky městské části [online]. Praha [cit. 2021-04-14]. Dostupné z: https://www.praha13.cz/Negativni-zmeny-klimatu.html

[5]

Příčinou sucha a povodní je, že jsme podřezali žíly malému vodnímu cyklu. Rok půdy.cz [online]. [cit. 2021-04-14]. Dostupné z: https://rokpudy.cz/cz/pricinou-sucha-a-povodni-je-ze-jsme-podrezali-zily-malemu-vodnimu-cyklu

[6]

BROŽOVÁ, Kristýna. Díky betonu lze vodu do krajiny i navracet. Archiweb [online]. Godelmann CZ, s.r.o. [cit. 2021-04-15]. Dostupné z: https://www.archiweb.cz/n/press/diky-betonu-lze-vodu-do-krajiny-i-navracet

[7]

Retence vegetačních střech. ASB portál [online]. [cit. 2021-04-14]. Dostupné z: https://www.asb-portal.cz/aktualne/retence-vegetacnich-strech

[8]

LEHNERT, Michal, Marek BRABEC, Martin JUREK, Vladimír TOKAR a Jan GELETIČ. The role of blue and green infrastructure in thermal sensation in public urban areas: A case study of summer days in four Czech cities. Sustainable Cities and Society [online]. 2021, 66 [cit. 2021-04-14]. ISSN 22106707. Dostupné z: doi:10.1016/j.scs.2020.102683

[9]

BIBEN, Martin a Markéta PLÍHALOVÁ. Česko přijde denně o 30 fotbalových hřišť zemědělské půdy. Kvůli developerům i erozi, říká odborník. Hospodářské noviny [online]. [cit. 2021-04-14]. Dostupné z: https://domaci.ihned.cz/c1-66619780-cesko-prijde-denne-o-30-fotbalovych-hrist-zemedelske-pudy-kvuli-developerum-i-erozi-rika-odbornik

[10]

SELNÍK, Petr, David BEČKOVSKÝ a Tatiana REBROVÁ. Zelené a modré střechy jako adaptační opatření v městské zástavbě z pohledu hospodaření se srážkovou vodou. TZB info [online]. [cit. 2021-04-14]. Dostupné z: https://stavba.tzb-info.cz/strechy/20393-zelene-a-modre-strechy-jako-adaptacni-opatreni-v-mestske-zastavbe-z-pohledu-hospodareni-se-srazkovou-vodou

[11]

Plocha zelených střech v České republice se za posledních pět let zdvojnásobila. ASB portál [online]. [cit. 2021-04-14]. Dostupné z: https://www.asb-portal.cz/stavebnictvi/strecha/plocha-zelenych-strech-v-ceske-republice-se-za-poslednich-pet-let-zdvojnasobila

 

 

Další články

Voda pro modro-zelenou infrastrukturu ... webinář

Asi už se dnes všichni shodnou na tom, že je třeba bojovat proti tepelným ostrovům ve městech, protože mohou v blízké budoucnosti učinit města v letních dnech neobyvatelná.

Chytrý strom AS-POUSTR jako prvek modrozelené infrastruktury

Modrozelená infrastruktura usiluje o zlepšení mikroklimatu a efektivní hospodaření s dešťovou vodou ve městech. Cílem je především zmírnění efektu tzv. městských tepelných ostrovů.