Méně plastu, víc vody a pavouků
Jak navrhovat zelené střechy ještě přátelštější k přírodě...
Rekordních jednadvacet děl letos autoři přihlásili do soutěže Zelená střecha roku 2020. Pro Cenu veřejnosti hlasovaly na internetu desítky tisíc lidí. Šestého června jsme vůbec poprvé slavili Mezinárodní den zelených střech. Letošní milníky ukazují, že se právě toto stavební řešení stává v České republice stále populárnější a jeho provedení stále kvalitnější. A to i díky inspiraci ze zahraničí. Kolegové z Velké Británie, Portugalska nebo Itálie prezentovali současné trendy na zářijové konferenci Zelené střechy – vize budoucnosti pořádané Svazem zakládání a údržby zeleně v Praze. Zelené střechy se totiž podle nich dají konstruovat daleko přívětivěji k přírodě, než to umíme teď. Nejdůležitější trendy shrnuje následující text.
Korek místo plastu
Paulo Palha
„Každý den na planetě Zemi přibude asi 216 tisíc lidí. To je téměř jako populace Porta, druhého největšího města Portugalska, kde žiji,“ zahájil svoji přednášku viceprezident Evropské federace zelených střech a stěn Paulo Palha. „Rostoucí počet lidí ale omezuje už tak limitované přírodní zdroje. Omezují je především rozpínající se města. Přírodu přitom potřebujeme k životu,“ pokračoval. Neúnosně znečištěné prostředí v asijských městech je podle něj jen jedním z konkrétních příkladů, který ukazuje, že je vývoj společnosti dlouhodobě neudržitelný a je třeba hledat novou globální přírodní rovnováhu.
Dosáhnout jí podle Paula Palhy můžeme prostřednictvím takzvaných přírodních řešení. Jde o řešení inspirovaná přírodou, která jsou efektivní co do nákladů, poskytují enviromentální, sociální a ekonomické výhody a jsou udržitelná. Díky lokálně přizpůsobeným a účinným systémovým opatřením přinášejí do měst a krajiny rozmanitější přírodní prvky a procesy. Ačkoliv zelené střechy taková řešení většinou představují, nejsou dokonalé. Paulo Palha to vysvětluje podobností s oceánem. „Při pohledu na jeho hladinu se vám většinou krásou tají dech. Pod tmavomodrým obalem je ale často mnoho nepořádku. Stejně můžeme nahlížet i na zelené střechy. Pod vizuálně přitažlivou vegetací na povrchu se totiž většinou skrývá řada plastových a syntetických materiálů,“ vysvětluje.
V Portugalsku proto vznikl početný tým odborníků z univerzit i soukromých firem, který se zaměřil na vytvoření korkové polyfunkční vrstvy ve vegetačním souvrství zelených střech v rámci projektu Green Urban Living. Na západě Pyrenejského poloostrova totiž roste třetina celosvětové populace dubu korkového (Quercus suber). Celkem jde o víc než 1,2 milionu hektarů porostu. Korkový průmysl v zemi tvoří tři procenta hrubého domácího produktu a zaměstnává na plný úvazek 12 tisíc lidí. Pro zajímavost – nejstarší jedinec roste ve vesničce Águas de Moura už 234 let.
Korek se může těžit jednou za devět let, a to manuálně s maximální péčí o stromy. Vznikají z něj potom především zátky na víno. Při jejích výrobě ale továrny produkují velké množství odpadu, a právě ten se portugalský tým rozhodl využít. „Tepelně se zpracuje do podoby tmavého aglomerátu, přičemž energie, která se k tomu používá, vzniká spalováním prachu a korkových zbytků. Vzniknou tedy velké bloky, které nařežeme na menší kusy. Není potřeba žádné lepidlo ani jiné přísady, jde o zcela přírodní proces,“ vysvětluje Palha.
Vlastnosti materiálu testovali výzkumníci na vegetační vrstvě složené z hydroizolační vrstvy odolné proti prorůstání kořenů, korkových desek, filtrační vrstvy, substrátu a rostlin (zkoušeli intenzivní variantu s trávníkem i extenzivní s rozchodníky, bylinami a travami). Korkové desky se osvědčily co do zvukové i tepelné izolace, kterou měřili v závislosti na tloušťce korku i mocnosti substrátu. Simulace v bioklimatické komoře ukázaly, že po období srážek se systém rychle zotavuje a brzy se chová jako za normálních podmínek bez deště. Při skladbě vegetačního souvrství, kdy na hydroizolaci je položená korková deska o tloušťce 100 mm, filtrační vrstva, 100 mm substrátu a vegetace tvořená ze směsi rozchodníků a bylin byl maximální odtok při testech až 20 litrů na metr čtvereční za minutu, což se ve srovnání s 25 milimetrů vysokou deskou z nejlepších syntetických materiálů, které se ve světě používají, ukázalo jako ještě lepší řešení. Retenční kapacita přesahovala 17 l/m2.
Desky potom Portugalci vyzkoušeli v praxi v oblasti Alentejo na jihu země. Do korkových kvádrů vyryli úzké kanálky pro lepší odtok srážek. A pro proměnlivý design tvarovali korek do kruhů či nepravidelných čtverců nebo tvořili stěny rozličných výšek a šířek. „Teď pracujeme na první zelené střeše založené na tomto systému pro samosprávu v Portu. Věřím, že z této nové instalace vám třeba na příští konferenci předvedu hotové video,“ nalákal Palha.
Biodiverzita na střechách
Dusty Gedge
Spojitost s přírodou ve své prezentaci akcentoval i prezident Evropské federace zelených střech a stěn Dusty Gedge. Zelené střechy – zejména ty extenzivní, na které se zaměřil – je podle něj potřeba navrhovat jako přirozené prostředí pro co nejvíc rostlinných a živočišných druhů. Důležitý je koncept „hnědé střechy“. „Jako substrát se v tomto případě používají cihly a drcený beton. Takový podklad umožňuje tvořit ekosystém pomocí přírodních procesů, nikoliv záměrným zaváděním lidmi. Říká se tomu přirozená sukcese či kolonizace,“ vysvětloval Gedge.
V urbanizovaných oblastech se to týká zejména brownfieldů. Ostatně entomologové zjistili, že právě brownfieldy jsou ve Velké Británii amazonskou džunglí pro bezobratlé. „Začali jsme tedy zjišťovat, jak můžeme takové prostředí vytvořit,“ popisuje Gedge. Spolu s dalšími dvěma kolegy proto dal na základě závěrů výzkumů ve Švýcarsku a Velké Británii dohromady „Návod na vytvoření přirozeného prostředí pro bezobratlé na extenzivních zelených střechách“. Důležitá je, podle publikace, rozmanitost povrchu (vrstva 80–150 mm). Ten je potom osetý a osázený druhově pestrou směsí trvalek a trav, která by měla být z původních druhů. Biodiverzitu mohou podpořit i hromady sutě z mrtvého dřeva.
Odborníci se ale ve Velké Británii zaměřili i na to, jak rozšířit biodiverzitu už existující extenzivní zelené střechy tvořené rozchodníkovými koberci. „Zkoušeli jsme to na sídle velké právní firmy v Londýně. Napřed jsme prohloubili vrstvu substrátu, potom jsme vytvořili malé větrolamy ze slámy, protože vítr je velký vysoušeč,“ popsal Gedge. O několik let později se plocha proměnila ve velmi rozmanitou suchou louku a také v první místo, kam vedení firmy bere svoje klienty. Ukázat, jak je firma přátelská k životnímu prostředí.
Biologicky rozmanité zelené střechy jsou podle Gedge také odolnější, a to zejména vůči suchu a letním vlnám veder. Zadrží ještě víc vody, intenzivněji chladí okolí, zlepšují hlukovou izolaci. „Odolnost hnědých střech můžu demonstrovat opět na příkladu z Londýna. Extenzivní střecha tam v roce 2018 vlivem vlny veder uschla. Bez jakékoliv závlahy, vysazování jiných druhů rostlin nebo jiných zásahů se ale o rok později znovu se zazelenala,“ vysvětlil.
Občasné mokřady s dešťovou vodou
Spojit biodiverzitu a zachytávání srážek přimělo Brity k vytvoření metody občasných mokřadních zelených střech. Vlhké prostředí vytvoří ještě víc menších přirozených prostředí pro různé organismy a také víc chladí. Zahradní architekti tady ale čelí výzvě, jak přesvědčit stavební průmysl, že voda na střechách nemusí nutně znamenat zlo.
Zvládli to třeba ve Švýcarsku na domu bývalého prezidenta švýcarské federace zelených střech. Vznikla tam přehrazená část střechy, kde se po dešti tvoří oblast chovající se podobně jako vysoušená a zaplavovaná místa řečišť švýcarských toků. Jinde je zase na plochém pásu zelené střechy občasný mokřad zaplavovaný srážkami, které tam stékají ze dvou vedlejších šikmých kovových střech. Podobným aktuálně realizovaným projektem je střecha návštěvnického centra na severu Londýna. „Na šikmé střeše porostlé suchou loukou jsme navrhli jakousi hráz, po které je srážková voda odváděna na další část střechy, kde mohou vznikat dočasné mokřady. Na ploché střeše nad vchodem mezi oběma zmíněnými částmi budou tři tůně, kde se může voda na oblázcích a stěrku usadit a odpařovat se během horkého počasí,“ popsal Gedge.
Jak správně integrovat solární panely
Zelená střecha svým výparem ochlazuje fotovoltaické panely a toto chlazení zvyšuje jejich účinnost. Panely vrhají plovoucí stín a vytváří další přirozená prostředí pro různé druhy organismů. Takový je stručný výčet benefitů takzvané bio-solární střechy. Předpokladem pro její fungování je ale fotovoltaické panely integrovat do zelené střechy. Jinými slovy je potřeba podstavce panelů ukotvit přímo do drenážní vrstvy a zatížit ji vyšší vrstvou substrátu. Ta umožní vysadit rozmanitější vegetaci včetně trvalek a cibulovin. „Plovoucí stín a vítr tlumený panely potom vytvářejí opravdovou diverzitu zelené střechy, která je navíc umocněna výskytem pavouků. Platí totiž, že čím víc druhů pavouků na zelené střeše máte, tím rozmanitější bude, protože pavouci jsou tygry mezi bezobratlými živočichy,“ vysvětluje Gedge. Tyto výhody naopak neumožňuje neintegrovaná bio-solární střecha, kde jsou kotvy panelů zatížené kameny nebo betonem ležícím třeba na rozchodníkovém koberci.
I bio-solární střecha může být propojená s již zmiňovaným konceptem mokřadů. Pokud jsou vyhloubené kolem panelů, mohou sloužit k zachytávání vody. A to jak té, která vzniká při kondenzaci na panelech (můžou to být až 3 litry denně), tak té dešťové, která po šikmých panelech stéká.
Modré a modrozelené střechy
Michael Bates
Zachytávání dešťové vody přímo tam, kde dopadne, tedy na střechách, se dlouhodobě věnuje i Michael Bates – manažer rozvoje podnikání ve společnosti Polypipe International. Tradiční obrázek Britů spěchajících pod deštníky v několikadenním nepřetržitém dešti je totiž poslední dobou čím dál méně častý a zejména města se jako jinde v Evropě potýkají se střídáním vysokých teplot a přívalových dešťů. Častěji tak dochází k situacím, kdy spadne velké množství srážek během krátkého časového úseku. Kanalizace v takových chvílích nestíhá a dochází k bleskovým povodním, které ničí majetek ve městech.
Michael Bates stejně jako Paulo Palha vidí obranu v přírodních řešeních. Většina z nich, ať už jde o vyvýšené záhony nebo vodní zahrady sloužící k bioretenci, se staví na úrovni parteru. A v některých městech převládá pocit, že na další podobné zelené intervence už v ulicích není místo. „Stejně tak jsme se zasekli v tradičním způsobu uvažování, pokud jde o využití vody. Ta má stále tendenci být odváděna stokami pryč v rámci šedé infrastruktury,“ říká Bates.
Alternativní cestu pro hospodaření s dešťovou vodou představují modré a modrozelené střechy. Jsou navrhovány s jednoznačným záměrem – zadržet co nejvíce srážek. „Voda je typicky uchovávána v mělké nádrži, která se nachází pod povrchem zelené střechy, ale zároveň nad vodotěsnou ochrannou vrstvou na střešní konstrukci. Vypouštění vody je regulováno zařízeními pro kontrolu průtoku, aby se nutný odtok vody snížil na minimum,“ vysvětluje Bates. Podle toho, zda je možné aktivně ovlivnit odtok vody, dělíme modré a modrozelené střechy na aktivní a pasivní.
Dvě klíčové součásti každé takové střechy jsou vysoce propustná a odolná stavební jednotka tvořící prázdný prostor pro vodu a zařízení pro kontrolu průtoku. Představme si například zelenou střechu postavenou na retenčním prostoru s maximální kapacitou 140 litrů na m2 a řízeným nastavitelným vypouštěním od 1 do 10 litrů za sekundu na hektar. „Při dešti se rezervoár naplní a než začne přetékat, dojde k postupnému odpouštění do kanalizace, čímž se redukuje nápor na odtokový systém. Čidlo je nastavené tak, aby vždy v retenční nádrži zůstalo nejméně 3 cm vody, která se odpařením vrací zpět do ovzduší v rámci přirozeného vodního cyklu. Evaporaci podporuje zabudovaný kapilární systém,“ vysvětluje Bates. Existují už ale i chytřejší systémy, kdy jsou kontrolky napojené přes wifi na počítačovou aplikaci a regulují množství vody podle předpovědi počasí. Před deštěm, během kterého by mělo spadnout řekněme 35 l/m2 se přesně takového objemu vody rezervoár zbaví a opět nedojde k přesycení kanalizace.
Přirozený cyklus vody v přírodě otevírá na modrozelených střechách prostor k takzvanému pasivnímu zavlažování. Srážky, které vegetační vrstva rostlin propustí do zásobárny vody se díky procesu evapotranspirace dostávají zpět do půdy a zavlažují rostliny zespodu. „Existují i výzkumy, například jeden z Amsterdamu, ve kterém vědci srovnávali účinky konvenční vegetační vrstvy složené například z pěny a drenážní vrstvy, a právě zásobárnu vody s funkcí kapilární závlahy. Vědci se zaměřili na proměny množství vody a její návrat k rostlinám. Lépe vyšla druhá varianta a takzvaná „chytrá střecha“ v Amsterdamu, na které se výzkum prováděl, slouží jako strategický příklad pro rozvoj střech v celém městě,“ dodává Bates. Třeba na náměstí Olysquare už takové řešení použili. Přínosy zachytávání vody byly znát už tři měsíce po vysazení keřů, cibulovin a další vegetace, která se velmi rychle uchytila. Z dříve šedivého zákoutí, odkud odcházeli hoteliéři a obchodníci kvůli rostoucí kriminalitě, se stala multifunkční zelená plocha, kam se lidé vrátili trávit volný čas.
Proč tedy nenavrhovat zelené střechy a zaměřit se víc na ty modrozelené? Umožňují měřit objem zadržené vody. Nejenže vodu zachytí, ale používají ji potom znovu k pasivní závlaze, která může nahradit složité kapkové systémy, čerpadla poháněná elektřinou a učinit závlahu mnohem jednodušší a šetrnější. Větší transpirace rostlin potom zvyšuje ochlazování okolí, což pomáhá ke snižování tepelného ostrovu města. „Kdyby se voda zachytávala takto přímo na střechách, nemusely by samosprávy a stát utrácet tolik za nákladné projekty betonových zásobáren dešťové vody na úrovni terénu,“ myslí si Bates. Déšť je podle něj třeba brát jako příležitost. „Vodu, kterou nevyužijeme při pasivní závlaze na střechách, můžeme okapem svést pod úroveň chodníků, dostat ji pod záhony a parky, které opět může zavlažovat,“ vysvětluje komplexní koncept.
projekt SmartRoof 2.0, Amsterdam Olysquare, Amsterdam
