Koľko stupňov má zelená strecha v zime a v lete oproti obyčajnej? Zmerali to na Žilinskej univerzite

Najväčším prínosom zelených striech z konštrukčného hľadiska je výrazné predĺženie životnosti plochých striech. Pôsobia ako ochrana povlakovej krytiny, pričom odstraňujú hneď dva poškodzujúce faktory - pôsobenie UV žiarenia a teplotné výkyvy, ktoré časom na streche vytvárajú poruchy. V zime tepelne izolujú, zmierňujú letné prehrievanie, zadržiavajú dažďovú vodu, znižujú emisie CO2, zachytávajú prach a chránia pred požiarmi. Tieto funkcie pritom úplne uspokojivo plnia aj najjednoduchšie (extenzívne) vegetačné strechy bez samotného zemného substrátu, ktoré výrobcovia dodávajú ako „skladačku“ v kompletnom funkčnom systéme. Práve tieto šikovné zelené strechy sú súčasťou dlhodobého experimentu na Žilinskej univerzite.

Systém so substrátom z minerálnej vlny

Najjednoduchším spôsobom, ako si vybudovať zelenú strechu, je komplexný systém Urbanscape, ktorý zahŕňa všetky vrstvy od hydroizolácie, cez koreňovú membránu, odvodňovací, hydroakumulačný systém, substrát, až po vegetačnú vrstvu. Miesto klasického zemného substrátu využíva minerálnu vlnu a tak môže odľahčiť stavbu oproti bežnej streche so zeminou -  extenzívnej streche. Je ho teda možné aplikovať dodatočne takmer na všetky stavby. „Je najľahším ponúkaným systémom zelených striech na trhu, jeho inštaláciu však vždy odporúčame konzultovať vopred so statikom,“ dodáva Kamil Vinca, projektový manažér Knauf Insulation pre zelené strechy. Ako ďalej dodáva, každá strecha novostavby, ktorá je pripravená na priťaženie hydroizolácie štrkom cca 150 kg/m2, je vhodná pre Urbanscape aj bez ďalšieho posúdenia. Táto zelená strecha je totiž oveľa ľahšia ako štrk, približne 70 kg/m2. Vegetačný kryt tvorí zmes rozchodníkov, odolnej a mrazuvzdornej trvalky s dužinatými listami. V porovnaní s inštaláciou zelenej strechy so zeminou znižuje realizačné náklady a vyžaduje si len minimálnu údržbu.

Skúšobné moduly na univerzitnej streche

Experiment začal na jeseň 2020, v priebehu roku boli vytvorené na obnovovanej streche bloku Stavebnej fakulty ŽUŽ skúšobné moduly systémových extenzívnych striech od rôznych výrobcov. Zdvojenie viditeľné na obrázku 2 slúži pre meranie teplôt a schopnosti zadržiavať zrážky. Na jednotlivé plochy boli osadené snímače teploty, ktoré tak dokázali určiť rozdiel medzi teplotou pod vegetačnými strechami a teplotou pod plochou strechou, kde vegetácia nie je. Výsledky meraní ukázali priebeh teplôt v zime i v lete.

Zima na streche

Namerané výsledky počas jesenných a zimných dní ukazujú významný rozdiel medzi zelenou strechou  a obyčajnou plochou strechou. „Nízke nočné teploty vzduchu spôsobujú podchladzovanie povrchu zateplených konštrukcií, teda aj striech. Ako môžeme vidieť na grafe priebehov teplôt, teplota pod krytinou bežnej plochej strechy je výrazne nižšia ako je teplota vonkajšieho vzduchu meraná pomocou meteostanice v areáli univerzity,“ vysvetľuje Ing. Peter Juráš, PhD. z Katedry pozemného staviteľstva a urbanizmu. Pri nočnej teplote zhruba  – 10 °C dosahuje teplota bežnej strešnej krytiny až – 20 °C. Naopak, cez deň sa strešná krytina ohrieva viac ako vegetačná vrstva (18 °C), ktorá si drží počas celého dňa stabilnú teplotu okolo 0°C. Denný rozdiel teplôt počas zimného dňa bez snehu bol počas merania na streche bez vegetácie 36 °C a na vegetačnej len 1°C.

Letné horúčavy

V súčasnosti v mestách a obciach rastie podiel zastavaných plôch a tak vznikajú mestské tepelné ostrovy, ktoré kvôli rozpáleným betónovým plochám zvyšujú teplotu v okolí. „Vďaka vegetačným povrchom, z ktorých sa môže prirodzene odparovať zadržaná voda, dochádza k zníženiu teploty a sálania akumulovaného tepla z povrchu. Odparovanie vody takisto zvyšuje relatívnu vlhkosť v okolí a tým zlepšuje mikroklímu. Preto je takáto kvantifikácia jedným z cieľov tohto výskumu,“ dopĺňa Ing. Peter Juráš, PhD.

V letnom období je rozdiel medzi maximami vegetačnej a bezvegetačnej strechy 35 °C, navyše fázový posun vegetačnej strechy je až 3 – 4 hodiny, čo znamená, že teplotné maximum dosahuje až v poobedňajších hodinách, kedy sa už vzduch ochladzuje. Konštrukcia pod vegetačnou strechou má tým pádom nižšiu povrchovú teplotu s menšími teplotnými výkyvmi, čo priaznivo vplýva na prehrievanie vnútorných priestorov budovy a životnosť hydroizolácie.

Zadržiavanie dažďovej vody

Skladba zelenej strechy Urbanscape dokáže zadržať veľké množstvo dažďovej vody a filtráciou cez jednotlivé vrstvy podstatne znižuje rýchlosť odtoku zo strechy. To má priaznivý vplyv na možné zahltenie kanalizačnej siete, čo je pri stále častejšie sa vyskytujúcich prívalových dažďoch veľkým prínosom. Na grafe, ktorý znázorňuje meraný deň s dažďom, je zníženie odtoku vody až do 83 %. V tomto prípade sa jednalo o dážď s vyšším úhrnom (nad 30 mm) a po období bez dažďa. Pri slabších dažďoch s nižším úhrnom v rámci leta dokázala zelená strecha väčšinou absorbovať všetok dážď.

„Namerané výsledky ukazujú na výrazný pozitívny vplyv vegetačnej strechy tak na teplotný, ako aj na vodný režim. Skladba dokáže zadržať podstatnú časť vody z bežného dažďa (80 %) a zadržať vodu filtrovaním v rozpätí od približne dvoch hodín. Tento čas aj retencia sa samozrejme znižuje v závislosti od dĺžky trvania zrážok, respektíve od ich opakovania,“ uzatvára Ing. Peter Juráš, PhD.

Zdroj: Katedra pozemného staviteľstva a urbanizmu Žilinská univerzita a Knauf Insulation
Zdroj foto: Ing. Peter Juráš, PhD. Žilinská univerzita, Knauf Insulation