Zelené střechy: chladí, hřejí a zároveň jsou potěchou pro oči

Postupně přibývá počet dní, kdy většina obyvatel z městských center utíká do zeleně, za příjemnějším prostředím a nižší teplotou. Adaptačních opatření, která na tento nepříznivý vývoj v betonových džunglích reagují, je nespočet. Dříve se většinově využívala zejména technická opatření, z důvodu jejich mnohdy betonového vzhledu někdy označovaná také jako šedá infrastruktura. V posledních letech se však do popředí stále častěji dostává přijímání adaptačních opatření založených na infrastruktuře zelené a modré, tedy opatření využívajících zeleň a vodní prvky.

July 18, 2023
společnost a klima

Horko, hustá zástavba, rozpálené plochy sálající teplo dlouho do noci, žluté trávníky a málo zeleně. Kombinace typická pro řadu současných měst, které trpí vlivem měnícího se klimatu a stále větších vln veder a sucha. Na tento nepříznivý vývoj však lze účinně reagovat. Hlavní strategie v boji pro extrémům počasí je spojit se s přírodou.

Postupně přibývá počet dní, kdy většina obyvatel z městských center utíká do zeleně, za příjemnějším prostředím a nižší teplotou. Adaptačních opatření, která na tento nepříznivý vývoj v betonových džunglích reagují, je nespočet. Dříve se většinově využívala zejména technická opatření, z důvodu jejich mnohdy betonového vzhledu někdy označovaná také jako šedá infrastruktura. V posledních letech se však do popředí stále častěji dostává přijímání adaptačních opatření založených na infrastruktuře zelené a modré, tedy opatření využívajících zeleň a vodní prvky.

Modrým a zeleným opatřením stojí v cestě trubky, kabely i auta

Mezi modrozelená řešení se řadí zeleň v ulicích (stromořadí, keře, travnaté plochy), parky i inovativnější prvky na budovách jako jsou zelené střechy nebo fasády. Modrá infrastruktura je vedle vodních toků (řek a potoků) v kategorii adaptačních opatření zastoupena různými vodními prvky jako jsou kašny, umělé mokřady a jezírka. Relativně novým řešením jsou i různá opatření bránící dešťové vodě odtékat bez užitku do kanálů a způsobovat přívalové povodně. Mezi taková opatření patří například dešťové záhony. Opatření pro boj s klimatickými extrémy je tedy k dispozici široké spektrum. Přesto je jejich výběr a možnost realizace často omezena řadou okolností. Nejčastější omezení vyplývají z vysoké hustoty zástavby a množství různých trubek, kabelů a dalších sítí, které vedou pod zemí a kterým přítomnost kořenů rostlin a vody nedělá dobře. V centrech měst tak narážíme při snaze o ozelenění na nedostatek vhodných ploch. Významným konkurentem, kterému často padá zeleň za oběť, jsou také parkovací místa. Na zeleň už mnohdy nezbyde místo. 

Zelené střechy jako účinné řešení pro města

Jak tedy dostat zeleň i do těchto extrémních městských podmínek? Existují účinná řešení, která nám umožňují zeleň a zástavbu skloubit. Zelené střechy se počítají mezi ty nejfunkčnější z nich. Typické střechy domů ve městech jsou tvořeny asfaltovými pásy, taškami či plechovou nebo jinou průmyslovou krytinou. Tedy materiály, které mají velkou tendenci akumulovat teplo. Zelené střechy tyto materiály nahrazují, a to výsadbou méně náročných druhů rostlin, které povrch střechy porůstají. Kromě ochrany před přehříváním budovy plní tyto střechy široké spektrum dalších funkcí. Pomáhají ochlazovat město, zadržují dešťovou vodou a v řadě případů vytváří i prostor pro rekreaci. Mohou také přispívat k dobrým životním podmínkám pro živočichy, jako jsou hmyz a ptáci. V centrech měst na střechách pak najdete i včelí úly. Pro uživatele domu zase přináší užitky v podobě úspor energií za chlazení v létě a vytápění v zimě. Výčet benefitů pak uzavírá prodloužení životnosti střešní izolace díky ochraně před slunečním zářením a mechanickému poškození. Nejnovějším trendem je pak kombinace zelených střech a fotovoltaických panelů. Panely v tomto případě díky ochlazování od zeleného souvrství dosahují vyšší účinnosti, než je tomu u panelů na střechách s jiným povrchem.

Není střecha jako střecha

Zelené střechy mají mnoho podob i funkcí. Liší se zpravidla výškou substrátu, ve kterém rostliny koření, a tím i druhovou skladbou, sklonem nebo přístupem na střechu. Může se jednat o střechu intenzivní, kde mohou růst díky pravidelné péči a zálivce i větší rostliny včetně stromů, nebo extenzivní střechu s nízkou mocností substrátu vyžadující malou údržbu. Vegetaci v případě těchto méně na údržbu náročných střech tvoří nejčastěji rozchodníky a další suchomilnější rostliny. Volba typu střechy vychází z řady různých aspektů. Jedním z klíčových faktorů je statika budovy. Čím více substrátu je na střeše, tím větší musí mít konstrukce nosnost. Současně je pak třeba počítat s vyššími náklady na realizaci a údržbu. Zelené střechy s nízkým substrátem a nenáročnými druhy lze obvykle realizovat i na starších budovách.

Úspora energií a zmírnění přehřívání měst

Vedle estetické funkce a prostoru pro rekreaci má instalace zelené střechy pozitivní vliv na snížení energetické náročnosti při chlazení či vytápění objektů. Tím se dosáhne nejenom finančních úspor majitelům objektů, ale také se sníží projevy městského tepelného ostrova. Výsledky ekonomických analýz prokázaly, že právě úspory energií za vytápění v zimních měsících a ochlazování budov v letních měsících mají významný podíl na návratnosti investice do zelených střech. Pro města jsou zelené střechy významné i tím, že snižují tepelný ostrov města, tedy jeho přehřívání vzhledem k množství zpevněných ploch. Přínosnost zelených střech si uvědomují i ministerstva a zastupitelé měst, kteří na zřízení zelených střech vypisují dotační tituly, jmenovitě pak v rámci programu Nová zelená úsporám. Dotace stavebníkovi pokryjí zhruba polovinu nákladů na jejich zřízení, které se pohybují mezi 1200 až 2500 Kč za metr čtvereční v závislosti na celkové ploše a typu střechy. 

Měření potvrzují pozitivní vliv

Jak ovlivňují zelené střechy teploty v jejich okolí je jedním z témat, které zkoumá tým odborníků z Univerzity J. E. Purkyně v Ústí nad Labem. Vzhledem k absenci dostupných dat z českého prostředí vybudovali v roce 2020 na jedné z budov univerzity experimentální zelenou střechu, která je mimo rozchodníků, hvozdíků a dalších drobných kvetoucích rostlin osázena řadou různých senzorů. Ty jsou umístěny i na vedlejší střeše, kde zelená střecha není. V rámci výzkumu je tak možné v kteroukoliv denní dobu určit teplotní rozdíly mezi střechou se zelení a bez.První dva roky měření přinesly výzkumníkům řadu zajímavých výsledků. Měření potvrzují v rámci letních dnů významně nižší teplotu na povrchu zelené střechy oproti kontrolní střeše bez vegetace. Ve chvíli, kdy byla 19. června 2022 naměřena nejvyšší loňská teplota vzduchu o hodnotě 40 °C, teplota na izolaci zelené střechy byla jen okolo 30 °C, zatímco teplota na izolaci střechy bez vegetace skokově narůstala až na úroveň 71 °C. Rozdíl přes 40 °C pak nejenom že snižuje přehřívání budovy, ale také přispívá k tomu, aby v okolí budovy a celém městě nedocházelo ke vzniku tzv. tepelného ostrova. Část střechy s vegetačním souvrstvím se ohřívala (kumulovala teplo) pozvolněji a během noci pak docházelo k postupnému ochlazování. Naopak v zimě se ukázalo, že zelené souvrství střechy eliminuje teplotní rozdíly a snižuje tak pokles teplot na izolaci.

Vývoj teplot na zelené a standardní střeše v nejteplejší den v roce 2022 ukázal rozdíl přes 40 °C. ; Zdroj: autoři

S ohledem na porovnání části experimentální zelené střechy s vegetačním souvrstvím a části bez ní je možné stanovit počty dní, kdy má zelená střecha ochlazující efekt, kdy má naopak zateplující efekt a kdy jsou teploty vyrovnané. Na základě výsledků měření v rámci celého roku 2022, měla zelená střecha zejména v letních dnech ochlazující efekt (189 dnů), během dalších 112 zejména zimních dnů je možné její vliv považovat za zateplující. V rámci přechodových období na jaře a na podzim se teploty významně nelišily, v tomto období lze označovat vliv zelené střechy za neutrální (celkem 64 dnů ve sledovaném období). Z výsledků jasně vyplývá, že potenciální dopad na úspory energií za vytápění nebo chlazení vnitřních prostor měla v roce 2022 zelená střecha 301 dnů, tedy po 82,5 % roku. Jednalo se tak o přírodní klimatizační efekt pro obyvatele budovy i celé město, a to přímo na střeše budovy. 

Realizace střech se vyplácí celé společnosti

Řada jmenovaných přínosů pozitivně ovlivňuje nejen investora a uživatele budov. Snižování tepelného ostrova měst je v zájmu všech obyvatel. Pokud nahlédneme na střechy ekonomickou optikou, má smysl při porovnání nákladů a přínosů zahrnout i tyto přínosy navíc (známé jako externality), které sice nezískává samotný investor, ale pro společnost jako celek význam mají. Snižování tepelného ostrova měst spolu s hospodařením s dešťovou vodou tvoří dva významné důvody, proč má smysl realizaci zelených střech podporovat a po investorech vyžadovat. 

V českém prostředí je možné na realizaci zelených střech u rodinných a bytových domů čerpat dotace například ze zmíněného programu Nová zelená úsporám. U administrativních budov naopak existuje možnost snížit vlivem realizace tohoto opatření poplatek za odvod srážkových vod do kanalizace, čímž se snižují provozní náklady budovy do budoucna. V praxi ale bohužel často nastává situace, kdy investor mající původně zájem vybudovat jako součást projektu zelenou střechu v určité fázi plánování nebo realizace zjistí, že potřebuje snížit rozpočet. V tomto případě je pak zelená střecha jedním z častých prvků, který se odebírá. Ne vždy tedy k realizaci nakonec dojde. 

Česko: zelené střechy o rozloze 400 fotbalových hřišť

Přestože ještě před několika lety byly zelené střechy spíše raritou, v posledních letech počet jejich realizací každoročně narůstá. V Česku již existující desítky specializovaných firem využívající nejmodernější technologie a při navrhování moderních a chytrých budov se zeleň na střechách stává běžnou součástí projektů.  Zelenou střechu tak můžeme často vidět jak na rodinných domech, tak na administrativních a průmyslových budovách. A to třeba i na Národní třídě v Praze, obchodním domě v Jihlavě či výrobní hale ve Slavkově. Jak vyplývá z údajů Svazu zakládání a údržby zeleně, aktuálně jejich rozloha v České republice odpovídá 350-400 fotbalovým hřištím. Nejvíce střech (více než 70 % plochy) vzniklo v loňském roce na rodinných a bytových domech. Převažují extenzivní nízkoúdržbové střechy, které tvoří přes 80 % všech ploch.

Tři inspirativní příklady zelených střech

Nutnost adaptovat se na měnící klima i trend v oblasti moderních a chytrých budov vedou k tomu, že každým rokem vznikají stovky nových zelených střech. Někdy se jedná „jen“ o ozelenění přístřešků pro auto, jindy o rodinný dům nebo dokonce o rozsáhlé střechy obchodních domů nebo výrobních hal. S přibývajícím počtem pak lze narazit na řadu inovativních řešení, u kterých na základě porovnání nákladů a přínosů lze současně vyhodnotit, že jejich realizace je smysluplná. Uveďme si tři inspirativní příklady z Česka.

  • Zelená střechy na Domě v Úžině v Praze-Jinonicích patří mezi střechy, které se řadu let využívaly jako ukázkové řešení, které nechybělo v žádné publikaci o zelených střechách v České republice. Architekt a vlastník domu v jedné osobě si za tento dům a střechu odnesl řadu různých ocenění. Celý dům je realizován s ohledem na šetrnost k životnímu prostředí a minimální produkci CO2. Pozemek je v nejužším místě široký pouhé 4 metry, proto byl považován za nezastavitelný a připomíná tvar přesýpacích hodin. Samotná stavba se pak tvaru pozemku musela přizpůsobit a získala pojmenování Dům v úžině. Na rodinném domě byla použita úsporná extenzivní střecha s menším sklonem o rozloze 125 m2 a mocností substrátu 8 cm. Vegetaci tvoří směs šesti druhů suchomilných rozchodníků, netřesky a lokálně vysazené nenáročné trvalky, které se doplňují v obdobích květu. Rostliny, včetně zelené střechy na domě, slouží k zajišťování příznivého klimatu, regulaci teploty a vlhkosti a k zasakování srážkových vod. Tato zelená střecha současně patří mezi první, u kterých bylo provedeno již v roce 2018 ekonomické zhodnocení odborníků z univerzity UJEP, které porovnávalo náklady a přínosy zelené střechy v průběhu jejího životního cyklu. Náklady na realizaci se pohybovaly okolo 135 tis. Kč. A přestože do hodnocení přínosů bylo zahrnuto jen velmi omezené spektrum užitků spojených především s úsporami energie, snižováním hluku uvnitř, prodloužením životnosti izolace a snižování odtoku dešťové vody, tyto přínosy vyjádřené penězi převýšily počáteční investiční náklady a náklady spojené s údržbou již během prvních 15 let. Pokud bychom započítali do užitků například i estetickou hodnotou nebo zvýšení hodnoty nemovitosti, návratnost investice by se dále zvyšovala. 
Dům V Úžině, Autor: Pavel Dostál
  • Obdobné návratnosti je dosaženo i u již zmíněné experimentální zelené střechy na univerzitě UJEP. Jedná se o plochou extenzivní střechu s pěti druhy rozchodníků a dalších suchomilnějších rostlin. Je příkladem střechy, která byla zrealizována až dodatečně v rámci rekonstrukce budovy. Boří tak mýtus, že zelené střechy je možné realizovat jen na nových budovách. V tomto případě se jednalo o střechu v havarijním stavu, která však nyní plní nejen řadu přínosů ale současně slouží i vědě. Investiční náklady zde dosahovaly výše 170 tis. Kč na samotnou zelenou střechu. Další náklady pak byly spojeny se samotnou rekonstrukcí a pořízením měřící techniky. Přínosy jsou pak jak v případě zadržování srážkové vody, prodloužení životnosti izolace, tak v úsporách energií.
  • Mezi další ne zcela obvyklou zelenou střechu se řadí mokřadní zelená střecha vybudovaná v rodinném domě ve vnitrobloku mezi činžovními domy pražských Holešovic. Tato zelená střecha slouží současně jako kořenová čistírna odpadních vod produkovaných v rodinném domě. Odpadní voda je odváděna do vícekomorového podzemního septiku a následně do čerpací jímky s provzdušňováním, kde dochází k eliminaci zápachu, předčištění a zbavení se pevných částic. Odtud je pak přečerpávaná na střechu, kde dochází k jejímu dočištění pomocí kořenů mokřadních rostlin. Přečištěná odpadní voda pak nachází využití jak ke splachování WC, tak jako užitková voda pro zálivku zahrady. Celkové náklady na realizaci mokřadní zelené střechy včetně substrátu, sazenic a potřebné technologie vyšly na 150 tis. Kč. Vlivem kombinace zelené střechy s kořenovou čistírnou je v tomto případě dosahováno širšího spektra užitků. Oproti střeše na UJEP je navíc střecha i pohledová, což znamená, že je na ni výhled z okolních činžovních domů. Návratnost v tomto případě vychází při započtení provozních nákladů a ocenění jednotlivých přínosů na 3 roky.

Zelené střechy tvoří několik vrstev. Pod vrstvou se substrátem je několik dalších vrstev a izolací, jejichž účelem je odvedení srážkové vody nebo ochrana samotné střešní krytiny před kořeny vegetace. Na hydroizolaci se obvykle pokládá ochranná vrstva (geotextilie), drenážní a hydroakumulační vrstva (nopová folie), filtrační vrstva (geotextilie) a následně propustný substrát, do kterého se vysazuje vegetace. Vedle této skladby se lze setkat i se skladbami využívajícími minerální vaty a jiné materiály.