Extenzívna zelená strecha Urbanscape v nových klimatických podmienkach

Klimatické zmeny na Slovensku 

Rovnako ako vo svete, aj na Slovensku je trend presídľovania sa do väčších miest, kde sú lepšie príležitosti pre komfortnejší život. V súčasnej dobe žije na Slovensku približne 54% ľudí v mestách, pričom v roku 2050 by to malo byť až 65%. Ani Slovensko nie je výnimka a prejavy klimatických zmien začíname pociťovať všetci.

Najviac citeľné sú zmeny v teplote vonkajšieho vzduchu a množstve atmosférických zrážok. Medzi rokmi 1901 až 2010 bol nárast ročnej priemernej teploty vzduchu na Slovensku o 1,6°C, z čoho o 1°C bolo v období od roku 1961. V spomínanom období boli výrazné prejavy tzv. vĺn horúčav, kedy vonkajšie teploty presahovali 30°C. V porovnaní s obdobím 1951-1980 by podľa viacerých scenárov a modelov mala ročná priemerná teplota do roku 2100 vzrásť až o 2-4°C. Ročné úhrny zrážok v období medzi rokmi 1901 až 2010 poklesli o 10%, pričom od roku 1961 v letných mesiacoch bol nárast o 5%. Vplyvom klimatických zmien rastie extrémnosť denných úhrnov zrážok, čo sa prejavuje výskytom silných búrok a silného vetra. Prevažne v zime a na jar rastie dĺžka bezzrážkových suchých období. Zhoršujú sa podmienky zavlažovania a klesá vlhkosť pôdy. [1]

Ako môžu pomôcť zelené strechy

Zelené strechy predstavujú jedinečný spôsob, ako nahradiť čiastočne zastavanú plochu zeleňou. Môžu mať veľký vplyv na úsporu energií najmä v období chladenia a zároveň znižujú teplotu zastavaných miest.

Tepelné ostrovy sú definované ako zastavané plochy, ktoré majú vyššie teploty v porovnaní s vidiekom, resp. zazelenanou krajinou. Podľa mnohých štúdií vplyv tepelného ostrova negatívne ovplyvňuje nielen obyvateľov mestského prostredia, ale aj pridružené ekosystémy nachádzajúce sa ďaleko od miest. Tepelné ostrovy prispievajú k skleníkovému efektu, a teda ku globálnemu otepľovaniu. Jedna vec je jasná - každé väčšie mesto sa v lete stáva čoraz teplejšie a pravidelne láme teplotné rekordy.

Ako môžu zelené strechy pomôcť počas týchto prebiehajúcich horúčav v Európe? Chladenie vonkajších povrchov budov by malo byť prioritou všetkých mestských oblastí po celom svete a zelené strechy by sa mali stať jedným z najbežnejších nástrojov boja proti tepelným ostrovom. Preto je dôležité pochopiť, ako môžu zelené strechy chladiť vnútorné prostredie. Dva najkritickejšie prvky, ktoré potrebujeme, aby sme pochopili, ako a prečo zelené strechy zlepšujú výkonnosť striech a lepšie pôsobia proti účinkom tepelných ostrovov, sú tienenie a zadržiavanie atmosférických zrážok. Rastliny na streche poskytujú prirodzený tieň a zároveň odrážajú slnečné žiarenie od povrchu strechy. Zároveň zachytávajú určité množstvo vody, čo je základ  evapotranspirácie, čím sa znižujú teploty vzduchu a vytvára sa chladiaci účinok na okolité prostredie. Preto sa musíme uistiť, že navrhneme zelenú strechu, ktorá bude mať dostatok vody rozptýlenej v rastových médiách. Tým sa predĺži doba schnutia a strecha sa úplne nevysuší.

Systém extenzívnej zelenej strechy Urbanscape

Urbanscape® systém zelenej strechy je inovatívny, ľahký a jednoducho inštalovateľný systém s vysokou kapacitou zadržiavania vody, určený pre zelené strechy obytných, nebytových a priemyselných budovách najmä v mestských oblastiach. Dáva novú hodnotu úlohe budov v rámci urbanistického plánovania. Systém extenzívnej zelenej strechy sa aplikuje na hydroizolačnú fóliu. Tento systém nenahrádza tepelno-izolačnú vrstvu konštrukcie.

Urbanscape^® Premium HIGH

Hmotnosť systému
41,5 kg/m² v suchom stave
104 kg/m² v mokrom stave
Výška systému 112 mm
Celková vodozádržnosť 62 l/m²
Oblasť použitia  strechy s nadmorskou výškou do 500 m.n.m, alebo s autonómnou závlahou 

Urbanscape^® Premium AIR

Hmotnosť systému
41,0 kg/m² v suchom stave
88,5 kg/m² v mokrom stave
Výška systému 112 mm
Celková vodozádržnosť 47 l/m²
Oblasť použitia strechy s nadmorskou výškou nad 500 m.n.m strechy s požiadavkou nižšieho zaťaženia

Výhody systému Urbanscape

Vďaka svojej nízkej hmotnosti len do 104 kg/m² v plne nasiaknutom stave je vhodný aj na staršie budovy a drevostavby. Aplikácia je možná na každú nosnú konštrukciu, ako betónovú, tak aj oceľovú a drevenú. Dôležité je uvedomiť si, že podklad musí tvoriť kvalitne zhotovená hydroizolačná vrstva. Jednoduchá aplikácia Urbanscape znižuje realizačné náklady až o 30% v porovnaní s tradičným riešením. Pretože extenzívne strechy sú takmer bezúdržbové a vo väčšine prípadov bez potreby závlahy, aplikácia je možná aj na objekty s komplikovanou dostupnosťou. Navyše systém je bezpečný, pretože je overený na odolnosť voči vetru do 138 km/h a trieda reakcie na oheň substrátu z minerálnej vlny GreenRoll je A1.

Systém Urbanscape má navyše ďalšie environmentálne, ekonomické a sociálne benefity. Okrem toho, že znižuje vplyv UHI, v letných mesiacoch znižuje zaťaženie kanalizačných systémov o 70-95%. Kanalizácie sa tak nepreplňujú a nedochádza k záplavám v mestských častiach. Zvýšená retencia strechy môže do budúcna znamenať úsporu na poplatkoch za odvod zrážkovej vody do kanalizácie. Ako každá zelená strecha je prínosom najmä pri redukcii oxidu uhličitého v atmosfére, keďže môže každoročne zachytiť už na 1 m² až 5kg CO₂. Rastlinky svojím povrchom nielen absorbujú oxid uhličitý, ale aj rôzne mikroskopické čiastočky zo znečisteného ovzdušia. Ročne to môže byť až 0,2 kg na m² zelenej plochy. Naakumulovaná voda v konštrukcii priaznivo ovplyvňuje nielen okolitú atmosféru evapotranspiráciou, v letných mesiacoch znižuje množstvo potrebnej energie na chladenie vo vnútorných priestoroch pod strešnou konštrukciou. Okrem toho zelené strechy v zimných mesiacoch znižujú mernú potrebu tepla na vykurovanie. Napriek mylnej predstave, že rastlinky svojimi korienkami ničia hydroizoláciu, opak je pravdou. Pokiaľ je povlaková krytiny zrealizovaná správne a je zabezpečená odolnosť voči prerastaniu koreňov, zelená strecha vytvára „UV filter“ pred degradáciou hydroizolácie. Ukázalo sa, že zelené strechy majú trojnásobnú životnosť. Navyše rastlinky neslúžia len ako kryt, ale dávajú streche prirodzený vzhľad, novú funkciu využiteľnosti strechy a navyše redukujú hluk v zástavbe.

Výpočet zrážkovej bilancie

Ako navrhnúť vhodnú zelenú strechu na boj proti konštantným, prebiehajúcim tepelným vlnám a UHI? Univerzita v Ľubľane spolu s tímom Urbanscape zaradili hodnotenie výkonnosti Urbanscape Green Roof UHI do nástroja Urbanscape Performance Evaluation Tool (v skratke PET). Nástroj Urbanscape PET pomáha so správnym návrhom zelenej strechy Urbanscape s cieľom dosiahnuť maximálny potenciál redukcie UHI. PET softvér bol navrhnutý na meranie a definovanie výkonnosti zelenej strechy v rôznych klimatických zónach a nadmorských výškach.

Urbanscape Performance Evaluation Tool je založený na výsledkoch dvojročnej štúdie in-situ rôznych typov systémov zelenej strechy Urbanscape v rôznych klimatických podmienkach. Na základe výsledkov tejto rozsiahlej štúdie sme schopní definovať ekonomické a environmentálne výhody zelenej strechy z hľadiska:

• Energetická hospodárnosť v lete (chladiaci účinok)
• Energetická hospodárnosť v zime (tepelno-izolačné vlastnosti)
• Výkonnosť retencie dažďovej vody
• Výkon pri znižovaní efektu tepelného ostrova

Pre vzorový výpočet zrážkovej bilancie pre stavbu v lokalite Žilina bola navrhnutá štandardná skladba jednoplášťovej plochej strechy na betónovom strope s hrúbkou izolácie 280mm. Na streche sa uvažuje so skladbou Urbanscape s hrúbkou minerálneho substrátu GreenRoll 40mm. Pri takejto skladbe je maximálny obsah zadržanej vody okolo 47 l/m², pričom sa neuvažuje so zavlažovacím systémom. Vstupné údaje sú nasledovné: úhrn zrážok pre lokalitu Žilina sa uvažuje 717 l/m².rok, priemerná ročná teplota 8,7°C, priemerná ročná vlhkosť 76% a priemerná ročná intenzita slnečného žiarenia 1083 kWh/m².rok.

S výstupu vyplýva, že z 1 m² bežnej strechy je odvedených 717 litrov vody do dažďovej alebo verejnej kanalizácie, naproti čomu pri zelenej streche Urbanscape je to len 224 litrov ročne.

V období medzi aprílom až októbrom (s výnimkou júla) je zrejmé, že zelená strecha Urbanscape zadržala vo svojej konštrukcii a využila všetky prijaté zrážky, bez potrebného dodatočného zavlažovacieho systému.

Literatúra :

[1] https://population.un.org/wup/Country-Profiles/

[2] Jozef Pecho, Alexander Ač: Vplyv klimatických zmien na bývanie a užívanie budov; SKGBC 2016