Voda ze zelené střechy: Charakteristika a význam v městském prostředí

V hustě zastavěném městském prostředí, kde dominují zpevněné povrchy a zeleň je omezena jen na zlomek plochy, je stále naléhavější reagovat na extrémní projevy klimatu. Zelené střechy představují řešení, které nejen zlepšuje vlastnosti budovy, ale také snižuje náklady na vytápění a chlazení a podporuje tak energetickou efektivitu.

Klíčem k úspěchu jsou zelené střechy s pestrou strukturou prostředí a díky tomu vyšší druhovou bohatostí. Takové střechy mohou plnit roli náhradních biotopů propojujících a doplňujících městské biotopy vyskytující se na úrovni terénu.

Charakteristika „zelené střechy“ jako extrémního stanoviště

Antropogenní stanoviště „zelená střecha“ je ovlivněno řadou různorodých faktorů, které se v této formě u nenarušených a nezastavěných biotopů ve volné přírodě nevyskytují. Patří k nim městské klima, exponovaná poloha bez kontaktu s půdou, stáří, velikost plochy, stejně jako ostrovní charakter střech. Ve srovnání s biotopy na úrovni terénu na zelených střechách typicky panují extrémnější teploty, snížená vlhkost vzduchu a změněné koloběhy vody a živin. Oproti biotopům na úrovni terénu však zelené střechy poskytují relativně nerušené prostředí s nižším konkurenčním tlakem, což může vytvářet vhodné podmínky pro méně konkurenčně zdatné druhy rostlin a živočichů.

Retenční vlastnosti zelených střech a hospodaření s dešťovou vodou

Pod pojmem „Retenční vlastnosti zelených střech“ rozumíme schopnost zelených střech zadržovat vodu. Pod pojmem „Decentralizované hospodaření s dešťovou vodou“ se skrývá „vsakování“, „využití dešťové vody“ a „střešní zeleň“. V posledních letech si urbanisté a vodohospodáři stále více uvědomují ekonomický význam dobrého hospodaření s vodou a důležitost uvedených pojmů.

Jednotlivé vrstvy zelené střechy vsakují dešťovou vodu buď více, nebo méně podle materiálu a skladby, dokud nedosáhnou maximálního nasycení. Plní se tak jakýsi „zelený střešní zásobník“. Přitom je třeba věnovat hlavní pozornost vegetačnímu souvrství zeleně střechy jako celku a nesoustředit se pouze na jednotlivé segmenty. K odtoku vody ze střechy dochází teprve po nasycení celého vegetačního souvrství (zejména střešního substrátu) vodou a po překročení míry odpařování při trvajících srážkách.

Čtěte také: Dřevěná podlaha a správná podložka

Mnozí projektanti se domnívají, že zelená střecha má při nasycení vodou stejnou odtokovou charakteristiku jako střecha holá. Je pravda, že ani na zelené střeše neodtéká přebytečná voda v takové míře, v jaké prší shora, protože odtok je podstatně zpomalen vegetačním souvrstvím zelené střechy. Podstatně jiné je ovšem chování u intenzivních zelených střech, kde se počítá se zadržováním vody v akumulační drenážní vrstvě, která představuje další využitelný akumulační prostor. Schopnost zadržovat vodu je nejvyšší u bezspádových střech.

Dynamika vody v zelené střeše

Co se zjednodušeně odehrává ve struktuře zelené střechy při srážkách? Podle materiálu a skladby vsakují jednotlivé vrstvy zelené střechy dešťovou vodu více či méně, až dosáhnou maximálního nasycení. Již během deště a bezprostředně po něm se velká část vody vypařuje a vrací se do ovzduší. K tomu dochází neustále u vody, která ulpívá na povrchu rostlin a substrátu (evaporace) a dále dochází u rostlin podle ročního období, povětrnostních podmínek a druhu vegetace k asimilačním procesům, kdy rostliny přijímají vodu kořeny a v různém množství ji opět uvolňují do ovzduší (transpirace). Míra odpařování se liší podle druhu vegetace; u rozchodníků druhu Sedum je velmi nízká, u trávníků a stromů velmi vysoká.

Pro odtokovou charakteristiku zelené střechy to znamená, že k odtoku vody ze střechy dochází teprve po nasycení celé struktury vodou a překročení míry odpařování při trvajících srážkách. Z výše uvedených důvodů je třeba odtokový koeficient u různých typů zelených střech v ročním měřítku rozlišovat. Vysoká retence vody je typická v létě, menší v zimě. To však neznamená, že by retenční výkon byl v zimních, resp. chladnějších obdobích zanedbatelný. V takových ročních obdobích bývá obvykle množství srážek nižší a především se nevyskytují mimořádně intenzívní (přívalové) deště.

V praxi se často setkáváme s předem stanoveným maximálním množstvím vody, které je dovoleno ze střechy odvádět do vsakovací jámy, resp. kanalizace. Zelené střechy dokáží odlehčit kanalizačnímu systému zvláště v období přívalových dešťů. Dokáží vsáknout a odpařit zpět do ovzduší 40-99 % srážkových vod. Přesto nebo právě proto je nutné dešťovou vodu regulovat a zajistit z ploché zelené střechy její odvod.

V praxi je používán tradiční gravitační nebo modernější podtlakový systém, který je pro zelené střechy vhodnější. Umožňuje totiž oproti gravitačnímu způsobu využít menší počet střešních vtoků, trubek pro svod srážek uvnitř objektu i kanalizačních přípojek pod objektem. Při použití podtlakového systému proudí voda v potrubí rychleji, takže odteče mnohem více vody za kratší dobu, potrubí může být menšího průměru a nehrozí usazování nečistot. Tím se šetří náklady jak za materiál, tak i za čištění potrubí.

Čtěte také: Dřevěný strop: jaká rozteč?

Biodiverzita a ekologické přínosy

Zároveň mohou zelené střechy přispět k podpoře biodiverzity, což je téma, které si dnes získává stále větší pozornost. „Biodiverzitní zelená střecha“ je typ zelené střechy speciálně navržený tak, aby zvyšoval a podporoval biologickou rozmanitost vytvářením stanovišť, která přitahují a udržují širokou škálu rostlinných a živočišných druhů. Od běžných typů zelených střech se odlišuje především vysokou úrovní strukturální a rostlinné rozmanitosti, která trvale podporuje rozmanitost fauny (především hmyzu nebo ptáků).

Zpravidla se za biodiverzitní zelenou střechu považuje kvalitnější extenzivní zelená střecha, která je obohacena různými opatřeními zvyšujícími heterogenitu stanoviště. Může se však jednat i o tzv. "hnědou střechu", kde se jako substrát používají cihly a drcený beton. Takový podklad umožňuje tvořit ekosystém pomocí přírodních procesů, nikoliv záměrným zaváděním lidmi.

Vegetační střechy mohou do jisté míry vytvářet nový životní prostor pro drobnou faunu a podporovat tak biodiverzitu. Obzvláště kvetoucí střechy jsou lákadlem nejen pro motýly, ale také včely a další hmyz. Vodní plochy na střechách také lákají množství živočichů, například ptáky, pro které může vodní plocha sloužit jako pítko a prostor k ochlazení.

Zelené střechy mají mnoho funkcí, které jsou navzájem propojeny, působí na sebe v různé formě a mohou mít podle konkrétní situace také různý význam. Nelze tedy zelené střechy posuzovat bez vzájemného propojení.

Vliv na městské klima a kvalitu ovzduší

Pozitivní účinek střech na kvalitu ovzduší se může zdát vzhledem k jejich běžným velikostem nepodstatný. Výzkumy však prokázaly, že tomu tak není, protože zlepšení ovzduší není podmíněno úplným ozeleněním střech. Stačí vytvořit alespoň jejich „síť“, která pak dokáže nepříznivé vlivy značně redukovat.

Čtěte také: Montáž dřevěné podlahy na topení

Srovnáním zelené střechy se střechou s holou hydroizolací nebo vrstvou štěrku se prokázalo, že zelené střechy vyrovnávají rozdíly extrémních teplot, snižují intenzitu vyzařování na sousední plochy, zvyšují vlhkost vzduchu a snižují prašnost. Mezi rostlinou a prostředím dochází totiž k výměně tepelné energie. Při tom 70-90% této energie přijaté rostlinou, je spotřebováno transpirací. Rostlina vylučuje vodu v podobě vodní páry nejčastěji listy.

Za teplých letních dnů rostliny na půdním substrátu, který má schopnost vyrovnávat se s teplotami pozvolně, prostředí ochlazují, v noci a v zimním období naopak teplo produkují. Měření ukázala, že při polední teplotě 30-35°C je v hloubce substrátu 10cm maximální teplota 20°C. V zimě při nočních teplotách okolo -10°C byly naměřeny v hloubce 5cm substrátu teploty jen od 0°C do -1°C.

Rostliny při svých životních procesech uvolňují vodu. Rostliny na střechách, stejně tak jako také jiné rostliny, produkují kyslík a spotřebovávají oxid uhličitý při fotosyntéze. Filtrují také částice prachu a nečistot ve vzduchu. Částice se zachycují na povrchu lístků a déšť je pak spláchne do země. Rostliny rovněž absorbují plynné škodliviny a aerosoly. 1 m² zeleně na střeše může absorbovat cca 0,2 kg aerosolového prachu a dalších škodlivin za rok.

Střešní plocha, která není izolována štěrkopískem a zelení, snižující výrazně teplotu, se zahřeje ve střední Evropě za letního dne při teplotě vzduchu 25°C asi na 60°C, v extrémním případě dokonce na 80°C. Tím vznikne nad střechami vertikální pohyb vzduchu (tzv. „termika“). Ten při velikosti střešní plochy 100m² může mít rychlost 0,5m/s. Takto jsou částice prachu a nečistot, usazené na ulicích a dvorech opět rozfoukávány do vzduchu a nad obytnými oblastmi se vytváří příkrov nečistot a oparu. Ozeleněním střech lze tento pohyb vzduchu podstatně omezit. Nad travnatými plochami termika totiž nevzniká.

Stavebně-technické předpoklady a systémové vrstvy

Zelená střecha představuje systém ozelenění střešní konstrukce. Je to vícevrstvá konstrukce, která je částečně nebo zcela pokryta vegetací rostoucí ve speciálním střešním substrátu. Vrstva substrátu a vegetace zlepšují tepelněizolační vlastnosti střechy. Systém dokáže zadržet a zpomalit odtok srážkové vody. V závislosti na typu a tloušťce skladby dokáže absorbovat 50 % až 90 % srážek.

Standardy pro navrhování, provádění a údržbu zelených střech (SZÚZ, 2019) uvádějí základní stavebně-technické předpoklady pro realizaci zelených střech obecně. Nejdůležitější roli hrají dvě oblasti: statika a hydroizolace.

Zelená střecha zatěžuje konstrukci podle druhu vegetace: extenzivní střechy o mocnosti souvrství 10 cm představují pro zelenou střechu stálé zatížení zpravidla 110‑150 kg/m², střechy s luční vegetací 200‑250 kg/m² a intenzivní střechy až nad 300 kg/m². Biodiverzitní střecha má zpravidla výškově modelovaný povrch a tím i rozdílnou hmotnost vegetačního souvrství na různých místech střechy. Na statiku mají vliv i další abiotické prvky instalované na střechu (písek, kameny, mrtvé dřevo, dočasné vodní prvky apod.), jejichž hmotnost při maximálním nasycením vodou je také třeba vzít v potaz. Rozmístění těžších prvků může korespondovat s umístěním nosných konstrukcí pod střechou (stěny, sloupy apod.). Střecha musí mít dostatečnou nosnost, aby všechny navržené prvky unesla.

Druhým základním předpokladem je hydroizolace odolná proti prorůstání kořenů, což dokládají certifikáty dle FLL nebo ČSN EN 13948 uvedené v technickém listu materiálu. Pod zelené střechy se používají nejčastěji asfaltové pásy ve více vrstvách, EPDM, TPO/FPO nebo PVC nebo další fólie. Před realizací zelené střechy je v každém případě vhodné provést zkoušku těsnosti hydroizolace.

Skladba zelené střechy

Dlouhodobá funkčnost systému závisí na správném pořadí a kvalitě jednotlivých vrstev.

• Samotný strop nebo krov: Základní konstrukce.
• Hydroizolace: Musí jít o kvalitní povlakovou hydroizolaci (fólie, pásy) s certifikátem proti přerůstání kořenů (např. atest FLL). Hydroizolace má důležitý technický přínos. Vrstvy zelené střechy (substrát, geotextilie aj.) chrání povlakovou hydroizolaci před UV zářením, mechanickým poškozením a extrémními teplotními výkyvy.
• Drenážní a akumulační vrstva: Klíčová vrstva, často ve formě profilovaných „nopových“ fólií.
• Filtrační vrstva: Netkaná geotextilie (100 - 200 g/m2), odolná biologickému rozkladu, která odděluje substrát od drenážní vrstvy. Častou chybou je vynechání filtrační vrstvy.
• Substrát: Speciální, lehčený minerální substrát s definovanou strukturou, nízkou hmotností a vysokou propustností. Aplikace běžné zahradní zeminy je chybou.
• Vegetační vrstva: Nízké zatížení konstrukce. U extenzivních střech se používají nenáročné, suchomilné rostliny, které odolávají větru, slunci a mrazu. U intenzivních střech je široké spektrum rostlin: trvalky, okrasné trávy, keře a stromy.

Modré a modrozelené střechy

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.

Dvě klíčové součásti každé takové střechy jsou vysoce propustná a odolná stavební jednotka tvořící prázdný prostor pro vodu a zařízení pro kontrolu průtoku. 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. Existují už ale i chytřejší systémy, kdy jsou kontrolky napojené přes wifi na počítačovou aplikaci a regulují množství vody podle předpovědi počasí.

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. Modrozelené střechy 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.

Tabulka: Retenční vlastnosti extenzivních zelených střech v různých lokalitách

Poznámka: Tabulka sumarizuje data z různých studií a simulací, které ukazují variabilitu retenčních schopností zelených střech v závislosti na regionálních klimatických podmínkách, typu a skladbě střechy.

tags: #voda #ze #zelené #střechy #charakteristika

Oblíbené příspěvky:

• Tipy a postupy pro renovaci betonového parapetu
• Dudek chocholatý a Kardinál červený
• Moderní interiér s omítkou SAKRET
• Proč je izolace klíčová pro školy?
• Izolace a řešení problémů s obrácenou střechou