Manažment dažďových vôd v intravilánoch miest a obcí je možné založiť na princípe zadržania dažďovej vody v prostredí kde padne. Doterajšia prax je orientovaná na čo najrýchlejšie odvedenie dažďovej vody z územia intravilánov. Inovatívne riešenia založené na umelom zadržaní dažďovej vody v štruktúrach mesta v období bez dažďov umožňujú túto vodu využívať na zlepšovanie mikroklímy mesta, závlahy parkov, resp. prostredníctvom recyklácie na iné potreby miest.
Pre mestské prostredie ponúkame viacero technologických riešení, ktoré sú vo vyspelých krajinách na rozdiel od Slovenska často využívané. Vo svete sú tieto systémy často označené ako BMPs (Best Management Practices), t.j. technológie najlepšej praxe hospodárenia s dažďovou vodou. Viaceré systémy môžu mať alternatívne riešenia.
Zachytávanie dažďových vôd na strechách
Zelené strechy prostredníctvom vegetácie, ktorá ich pokrýva, zadržiavajú dažďovú vodu, spomaľujú jej odtok a umožňujú jej výpar. Zelené strechy je možne využiť aj ako súčasť znižovania povodňového odtoku. Pomocou vhodného výberu materiálu môže aj tenká vegetačná pokrývka poskytovať významnú retenciu. Zelené strechy navyše zlepšujú termoizolačné vlastnosti budov.
Zelené strechy
Vo svete sa bežne používajú extenzívne a intenzívne zelené strechy. Rozdiel je v technológii, ktorá určuje, či zelená strecha je verejnosti neprístupná (extenzívne zelené strechy) alebo verejnosti prístupná (intenzívna zelená strecha).
Obr.: Štruktúra vrstiev zelených striech[1]
Zelené strechy s hrúbkou substrátu 25 cm a viac (až do 1m) patria k "intenzívnym" zelených strešným pokrývkam. V USA sú používané v mnohých mestských nákupných centrách s moderným architektonickým stvárnením s prístupom pre verejnosť. Sú environmentálne prospešné, ale prednostne sú zamerané na estetické ako súčasť urbanizmu prostredia. Tieto typy pod spoločným názvom "strešné záhrady" a nemajú sa zamieňať s jednoduchým "extenzívnym" dizajnom zelených striech. Hlavný rozdiel medzi intenzívnymi zelenými záhradami a extenzívnymi zelenými strechami je v prístupnení pre verejnosť. Intenzívne zelené záhrady sú voľné prístupne pre verejnosť.
Extenzívne zelené strechy majú hrúbku do 15 cm substrátu. Ich účelom je dosiahnuť špecifický environmentálny úžitok, predovšetkým zmiernenie odtokov dažďových vôd. Z toho dôvodu sa bežne nezavlažujú a preto podliehajú vysýchaniu, ak je dlhšie obdobie sucha. Pre praktické použitie na bežné strešné konštrukcie sa využívajú ľahké materiály. Vývoj technológií za posledných 40 rokov vylepšil životaschopnosť týchto riešení, napríklad spoľahlivosť vodoizolačných materiálov. Boli vyšľachtené rastlinné druhy pre mierne klimatické pásmo, ktorým sa darí aj v extrémnych podmienkach rastu na streche s dlhším obdobím sucha.
Na výpočet povrchového odtoku z rôznych typov povrchov sa používajú bežné metódy[2][3][4]. Pri odtoku zo zelených striech sa však nemusí jednať o povrchový odtok, ale skôr o odtok presiaknutej vody. Rýchlosť odtoku počas dažďa a kvalitu vody možno predvídať na základe vodnej retencie materiálu a typu rastlinnej pokrývky. V prípade zelených záhrad i zelených striech na plochých strechách je odtok dažďových vôd minimálny. Vo väčšinou prípadoch všetka dažďová voda sa zachytáva a následne vegetáciou vyparuje. Iba pri extrémnych lejakoch presahujúcich nad 60 mm dochádza k odtoku dažďovej vody zo strechy.
Maximálna vodná retencia materiálu je maximálne množstvo vody, ktoré môže byť zadržané v technologickom systéme. Špeciálne na meranie tohto množstva na zelených strechách boli vo svete vyvinuté normy, ktoré však na Slovensku chýbajú. Tejto téme sa odborne na Slovensku nikto nevenuje a preto uvádzame zdroje zo zahraničia, predovšetkým z USA, kde sa tejto téme venuje značná pozornosť.
Obr.: Schéma vrstiev zelenej schémy s detailom ukotvenia[5]
Zelené strechy majú veľký vplyv na rýchlosť odtoku dažďa zo striech. Dôležité však je že zelená strecha má vplyv na spomalenie odtoku dažďovej vody zo strechy i jej celkový objem odtoku zo strechy je percentuálne menší ako je objem spadnutej zrážky. Skúsenosti v USA[6] hovoria, že zelené strechy dokážu udržať minimálne 1/3 objemu dažďa, ktorý na strechu padne. Zadržiavanie dažďovej vody na streche znamená využívanie solárnej energie na výpar vody[7], čím sa neuvoľňuje citeľne teplo a obmedzuje prehrievanie budovy i vzduchu nad objektom, pretože na výpare napríklad jedného kubíka vody sa spotrebuje cca 700 KWh solárnej energie. To znamená, že vieme na základe toho pre zachytený objem dažďovej vody vypočítať koľko solárnej energie spotrebuje pri výpare vody zo strechy. Pridanou hodnotou je, že na streche prebieha fotosyntéza, vďaka ktorej dochádza k sekvestrácii CO2 z atmosféry, čo je pozitívny vplyv ku zmierňovaniu dopadov klimatickej zmeny. Napríklad mesto Tokio sa v roku 2001 rozhodlo vybudovať v priebehu 10-tich rokov 1200 ha zelených záhrad a striech, ako strategický zámer ochladzovania mesta o 1C[8]. Zelené záhrady i strechy zmierňujú teplotný režim budov o niekoľko stupňov v priestoroch pod strechami, čo je ďalší pozitívny dopad k podpore inovatívnych technológií v stavebníctve, ktoré znižujú prevádzkové náklady na klimatizáciu budov[9][10]
Obr.: Zelená záhrada na terase[11]
Obr: Veľmi dobré skúsenosti z realizáciou programu zelených striech majú v Berlíne [12][13]
Náklady na zelené strechy
Stavebné náklady pokrývok zelených striech sa môžu značne rôzniť v závislosti na faktoroch ako sú:
Výška budovy
Prístup ku stavbe (možnosť použitia žeriavov)
Hrúbka zelenej strechy a zložitosť montáže
Odľahlosť projektu od zdrojov dodávok materiálu
Veľkosť projektu
Náklady na extenzívne zelené pokrývky pre strechy kolíšu od 80 EUR do 170 EUR/m2 strechy (trhové podmienky v roku 2004)[14], vrátane projektu, inštalácie a údržby. Základná údržba extenzívnych zelených striech vyžaduje obvykle asi 3 pracovné hodiny ročne na 100 m2 strechy.
Strešné klimatické vane
Strešné klimatické vane, ktoré sú súčasťou strechy budovy, predstavujú ďalší spôsob zadržiavania a vyparovania dažďovej vody. Zadržia takmer všetku spadnutú dažďovú vodu, ktorá sa postupne prirodzene odparuje do ovzdušia. Malá časť spadnutej vody, ktorá pri extrémnych prívaloch dažďa presiahne výšku záchytno-výparného prvku, prepadá cez jeho okraj a odteká do odkvapu. Predpokladá sa zadržanie a výpar viac ako 90 % dažďovej vody. Navrhované riešenie ušetrí vlastníkom budov s plochou strechou peniaze za odkanalizovanie dažďovej vody.
Toto ekologické riešenie umožňuje opätovné zapojenie pôvodne odkanalizovanej dažďovej vody do malého vodného cyklu. Účelom tohto opatrenia je aj zlepšenie mikroklímy presušených mestských prostredí i obecných sídiel a predstavuje tak prvok adaptácie na klimatickú zmenu. Jedna strešná klimatická vanička o rozmere 1x1 m a výšky 0,1 m, zadrží cca 90% z dažďa a tá sa vyparí do atmosféry a spotrebuje cca 500 kWh slnečnej energie ročne. Ak by sa strešné klimatické vaničky osadili na všetky ploché strechy na Slovensku, vyparilo by to cca 90% dažďovej vody do atmosféry, ktorá padne ročne na ploché strechy a v súčasnosti sa za poplatok odkanalizuje a príspevkom k zvyšovaniu rizikám k povodniam i suchu. Zároveň by sa na výpar tejto vody spotrebovalo ohromne množstvo solárnej energie. Odhadujeme, že viac ako 20.000 GWh slnečnej energie by sa spotrebovalo na výpare dažďovej vody do atmosféry, vylepšovalo by to mikroklímu, znížili by sa nároky na odkanalizovanie dažďovej vody a nemuseli by sa odvádzať poplatky za odkanalizovanie dažďovej vody z plochých striech. Pri masovom použití môžu strešné klimatické vane predstavovať i prvok protipovodňovej prevencie. (Riešenie je chránené ako úžitkový vzor na Úrade priemyselného vlastníctva pod číslom 5156.).
Obr. Štruktúra ukladania strešných klimatických vaní tak, aby čo najmenej dažďovej vody prepadlo do pôvodnej kanalizácie.
Obr.: Detail ukladania strešných klimatických vaní a možné navrhované typy na zachytávanie dažďovej vody.
[1] http://www.wbdg.org/resources/greenroofs.php
[2] http://www.tt.fh-koeln.de/publications/ittpub301202_10.pdf
[3] http://www.iwc-berlin.de/medienpool/iwc_m77_61000000012/iwc_20071011141002_1_840856.pdf
[4] http://ddoe.dc.gov/ddoe/lib/ddoe/2009.03.09_GR_final_rept.pdf
[5] http://www.starkenvironmental.com/downloads/PADEP.pdf
[6] http://www.starkenvironmental.com/downloads/PADEP.pdf
[7] http://www.roofmeadow.com/technical/benefits.php
[8] http://cleanerairforcities.blogspot.com/2009/06/where-green-roofs-are-law.html.
[9] http://dspace.mit.edu/bitstream/handle/1721.1/29946/52988828.pdf?sequence=1
[10] http://www.a.tu-berlin.de/GtE/forschung/Adlershof/faltblatt_institut_physik_engl.pdf
[11] http://www.starkenvironmental.com/downloads/PADEP.pdf
[12] http://www.iwc-berlin.de/medienpool/iwc_m77_61000000012/iwc_20071011142009_1_840856.pdf
[13] http://www.igra-world.com/links_and_downloads/images_dynamic/IGRA_Green_Roof_News_2_06.pdf
