Alternatívne riešenie zelených striech
Vegetačné strechy vracajú zeleň do miest a kompenzujú zabratie pôdy veľkoplošnú výstavbou a eliminujú tepelné ostrovy centier miest, okrem toho majú pozitívne psychologické účinky, znižujú napätie a stres a poskytujú priestor pre relaxáciu..
Prečo zelené strechy
Zelené strechy sú krásne, moderné, no nemožno ich použiť na každú strechu. Zvlášť pri rekonštrukciách sme obmedzení statikou nosných konštrukcií. Ľahké hydrofilné minerálnej vlny posúvajú hranice použiteľnosti aj pre tieto konštrukcie. Môžu nahradiť klasickú zeminu v systéme zelenej strechy a zlepšiť tak navyše jej tepelno-izolačné vlastnosti. Tento materiál je možné použiť pre strechy ploché aj nové aj pre pultové strechy, so stabilizáciou bez tepelných mostov.
Väčšina izolačných dosiek z minerálnych vlákien, používajúcich sa v stavebníctve a dostupných na trhu v SR sú dosky hydrofobizované. Či už sa jedná o substrátové dosky minerálne z čadičovej alebo zo sklenej vlny, nutným doplnkom je aj hydrofobizačné činidlo, ktoré zaručuje, že substrátové dosky nebudú nadmerne nasiakavé vodou. Tento parameter je dôležitý najmä pri izolácii, kde hrozí priamy styk s vodou - napr. fasádne dosky do zatepľovacích systémov. Ak sa hydrofobizačné činidlo vymení za činidlo hydrofilné, získame izoláciu, ktorá naopak drží vodu a je pripravené na stav permanentného vlhka. Hydrofilná minerálna izolácia sa používajú v poľnohospodárstve už viac ako 15 rokov.
Zaujímavé technické vlastnosti
Použitie týchto dosiek pri vytvorení vegetačnej vrstvy zelených striech má v porovnaní s klasickou zeminou hneď niekoľko výhod. K tým najvýznamnejším patrí ich objemová hmotnosť, ktorá sa pohybuje v rozmedzí od 70 do 80 kg.m3 za sucha a 260 kg.m3 v bežnom vlhkom stave, podľa druhu dosky. Pre porovnanie objemová hmotnosť zeminy je cca 1700 kg.m3. Preto je tento materiál vhodný najmä pre rekonštruované strechy, kde je kvôli statike nosných konštrukcií treba obmedziť ďalšie zaťaženie. Jedná sa o regulárny izolácii, takže zelená strecha prispieva k lepšej tepelnotechnickej stabilite miestnosti pod strechou. Tepelná účinnosť je závislá na navlhčenie dosky, pohybuje sa ale v rozmedzí 0,035 - 0,06 W.m-1.K-1.
Ďalšie výhody substrátových dosiek
● Výsadbu vegetácie je možné vykonať vopred na dielcoch, ktoré sa potom uloží na strechu.
● Pri poruche v súvrstvia je možno potrebný diel minerálnej vlny vybrať, alebo nahradiť novým dielom.
● Minerálna vlna umožňuje ozelenenie aj pri väčšom sklone strechy - dosky sa nezosúvajú a neodplavujú sa jednotlivé častice ako je tomu pri použití zeminy.
● Realizácia detailov konštrukčných riešení striech je jednoduchšie. Rozdiel je v počte použitých vrstiev v konštrukcii a nahradenie zeminy minerálnou vlnou.
● Stredná súčiniteľ tepelnej vodivosti dosiek je vo vlhkom stave 0,14 W / (m.K). Bežná vlhká zemina vedie teplo 10x viac ako stredne vlhká minerálna vlna.
● Je odolná voči UV žiareniu.
● Systém možno použiť ako pre strechu s extenzívnou zeleňou tak i pre náročnejšie intenzívne ozelenenie.
Jedinou nevýhodou je potom fakt, že dosky sú na rozdiel od klasickej zeminy nemajú živiny a počas prvých niekoľkých rokov je nutné živiny dodávať umelo.
Vegetačné systémy extenzívnej zelenej strechy
Extenzívne vegetačné strechy sú také, ktoré okrem svojej estetickej a ekologickej funkcie, ktorými sa líšia od bežného strešného plášťa, neplnia žiadnu ďalšiu funkciu a majú len minimálne nároky na údržbu. Tieto strechy sú veľmi nenáročné a cenovo dostupné. Sú vhodné pre použitie pri konštrukciách s menšou únosnosťou, pretože minimálne priťažujú konštrukciu. Ich obvyklá hrúbka sa pohybuje od 5 do 10 cm. Väčšinou pre nich nie je potrebné inštalovať systém umelého zavlažovania.
Rastliny pre extenzívnu výsadbu musia byť schopné dlhodobo znášať extrémne podmienky - vysoké teploty, sucho aj poveternostné podmienky. Mali by vydržať a regenerovať aj pri minimálnej starostlivosti. Vhodné sú nižšie rastliny, ktoré sa plošne rozrastajú, napr. Skalničky, tučnolisté a sukulentné rastliny, alebo okrasné trávy.
Zaisťuje počiatočné ochranu pri zakoreňovanie rastlín a ďalej plní funkciu stabilizačný. Môže byť tvorená cca 20 mm záhradníckeho substrátu, v prípade suchomilných rastlín v kombinácii s hrubým pieskom aj kačírkovým stabilizačným prvkom. Pre väčšie plochy strechy je nutné urobiť statické posúdenie sania vetra a vykonať jeden z odporúčaných spôsobov stabilizácie.
Je tvorená hydrofilnými doskami a zabezpečuje rast rastlín. Dosky sú určené pre pestovanie rastlín bez styku s pôdou. Neobsahujú živiny, preto je nutné ich dodávať umelo. Obvyklá hrúbka minerálnej vlny pre extenzívne systémy je 50 až 100 mm. Majú zároveň funkciu tepelno-izolačné aj vo vlhkom stave.
Odvádza prebytočnú zrážkovú vodu ku strešným vpustom. Je tvorená napríklad dierovanou nopovou fóliou, drenážnym kamenivom či recyklátom. Pri veľkých sklonoch strechy možno túto vrstvu nahradiť napr. Certifikovanými slučkovým rohožami.
Slúži ako ochrana hydroizolačnej fólie a môže jej tvoriť napríklad PES geotextílie s gramážou 300 g / m2. V niektorých prípadoch sa môže vynechať.
Tvorí ju hydroizolačný pás na báze asfaltu alebo fólie, ktorý musí mať špeciálne atest proti prerastaniu korienkov, alebo musí byť inak chránená- napríklad vhodnou separačnou vrstvou. V prípade použitia fólie z mäkčeného PVC na EPS je nutná separácia ešte pod hydroizoláciou.
Obmedzuje nežiaduce tepelné straty či zisky objektu. Na betónových doskách sa spravidla používajú tepelnej izolácie z penového, alebo extrudovaného polystyrénu. Pre ľahké strechy na trapézovom plechu je vhodnejšie použiť minerálne izolácie, ktoré plnia aj funkciu akustickú a protipožiarnu.
Vrstva zamedzujúca prenikaniu vodnej pary z vnútorného prostredia do strešného plášťa.
Tvorí ju železobetónová nosná doska, trapézové plechy či drevená nosná konštrukcia. Strešné záhrady s extenzívnou zeleňou sú vhodné aj pre menej únosné strechy a pre rekonštrukcie.
Vegetačné systémy intenzívnej zelenej strechy
Tieto strechy predstavujú ozajstné strešné záhrady. Okrem nízkych suchomilných rastlín tu môžeme vysadiť aj kríky či malé stromčeky. Ich údržba je ale už náročnejšia - vyžaduje umelé zavlažovanie (kvapkovú závlahu, a to buď nadpovrchovú alebo podpovrchovú). Sú vhodné pre použitie pri konštrukciách s vyššou únosnosťou, najmä pre betónové stropy. Ich obvyklá hrúbka sa pohybuje od 20 cm, v závislosti od použitých rastlinách. Pri použití minerálnych dosiek vyšších gramáží je možné vrstvenie na seba a tým zabezpečenie podmienok aj pre rastliny s mohutnejším koreňovým systémom. Škála kvetín, kríkov, nízkych stromov, ale aj paliem, ktoré možno v rámci intenzívneho ozelenenia uplatniť, je veľmi široká.
Údržba
Údržba vegetačných striech závisí od zvoleného spôsobu pestovaní. Pri pestovaní v klasickej zemine si rastliny berú živiny z pôdy bohaté na minerálne látky. V prípade pestovania v minerálnej vlne je nutné rastlinám dodávať živiny umelo. Po výsadbe rastlín sa spravidla vykoná prvé zálievka, ktorá obsahuje potrebné živiny. Rovnako ako pri pestovaní v zemine aj v hydropónii by sme mali rešpektovať potreby rastlín týkajúce sa hodnoty pH a pomeru minerálnych látok. V prípade strešné záhrady s extenzívnou zeleňou dávkujeme živiny cca 3 × za vegetačnú sezónu. Pri intenzívnom ozelenenie je vhodnejšie dávkovanie živín zveriť automatu, ktorý živiny dávkuje pri riadenej závlahe.
Mechanická stabilizácia súvrstvia
Vrstvy strešnej záhrady sa pokladajú bez lepenia a kotvenia, hydroizolačnej vrstvy je nutné chrániť pred poškodením. Mechanická stabilizácia je teda nutná. Pri plochých striech sa zaisťuje bezpečné uloženie vegetačnej vrstvy pri saní vetra, u pultové strechy je potrebné konštrukčne riešiť zaistenie vegetačnej vrstvy pri zosúvaniu pod ťarchou snehu a dosypte. Preto sa urobili podrobné statické výpočty pre hodnoty sania vetra podľa mapy veterných oblastí ČR: kategória terénu 1,2,3,4, výšky domov 5,10,15 a 20 ma pre strešné plochy F, G, H a I podľa STN EN 1991 -1-4. Pre ilustráciu sú prezentované požiadavky pre bežné strechy v zastavanom mestskom prostredí, prevažujúci veterné oblasti 2 a výškou strechy nad terénom 10m. Každá strecha sa rieši individuálne, toto jedna z možností statického riešenia.
Strechy sa zaťažujú podľa statického schéme v niekoľkých zónach. Na nárožiach budov, kde je najväčšia sania vetra sa používa priťaženie 70mm, v bežnej ploche potom 30mm. Toto platí pre stav, keď sú dosky suché a nepomáhajú vlastnou tiažou na stabilizáciu. V skutočnosti budú ale dosky vždy trochu nasiaknuté vodou, takže toto priťaženie je na strane bezpečnosti.
Namiesto plošného priťaženia je možné zaistiť strechu pásy betónových prefabrikátov a do nich ukotviť plošné stabilizačný siete s okami o strane maximálne 150 × 150mm. V závislosti na sile sania vetra sa siete kotví v nárožiach budovy vo vzdialenosti 2,2m, v bežnej ploche potom vo vzdialenostiach každých 5,5m. Pre maximálnu efektivitu je možné obe tieto metódy kombinovať.
Pri pultových strechách môže dochádzať k zosúvaniu po naklonenej rovine. Systém s vegetačnými panelmi je teda možné použiť do bezpečného sklonu 15 °. Zaistenie proti zosúvaniu sa navrhuje pomocou hranolov z recyklovaných plastov kladených rovnobežne po vrstevnici, ktoré sú mechanicky kotvené do nosnej konštrukcie a zhora stabilizované plošnú sietí. Po položení záchytného systému je nutné znovu zabezpečiť hydroizolačnú funkciu strešného plášťa (osadením kotiev dôjde k prepichnutiu hydroizolácie)
Záver
Zelené strechy na báze minerálnej tepelnej izolácie citeľne zabraňuje prehrievaniu v lete, zároveň dobre chránia podstrešné priestory pred tepelnými únikmi. Budovanie zelenených striech pozitívne ovplyvňuje životné prostredie, zvýši množstvo kyslíka v ovzduší, zníži podiel CO2, zníži prašnosť, zníži hladinu hluku, vsaje až 50% dažďovej vody, kedy sa vďaka jej následnému odparovaniu cez povrch zvlhčuje a ochladzuje ovzdušie v okolí. Zelené strechy navyše zvyšujú rating budov hodnotených podľa komplexných environmetálnych kritérií (napr. LEED, BREEAM, ...)
Cena systému zelenej strechy na báze dosiek z hydrofilných vlákien zodpovedá cene bežných certifikovaných zelených striech na báze zeminy. Navyše má mnoho výhod, ktoré strechy so zeminou nemajú. Máme teda k dispozícii nové materiálové možnosti, ktoré môžu zelené strechy posunúť zase o kúsok ďalej.
Ing. Petr Vacek
Literatúra:
- Střešní zahrady Isover - Řešení pro novostavby a rekonstrukce- odborný prospekt firmy Isover 2012 ČSN EN 1990 (73 0002): Zásady navrhování konstrukcí
- ČSN/EN 1991-1-1 (73 0035): Zatížení konstrukcí - Obecná zatížení - část 1-1 Objemové tíhy, vlastní tíha a užitná zatížení budov
- ČSN EN 1991-1-3 (73 0035): Zatížení konstrukcí - Obecná zatížení - část 1-3 Zatížení sněhem
- ČSN EN 1991-1-4 (73 0035): Zatížení konstrukcí - Obecná zatížení - část 1-4 Zatížení větrem
- Statické tabulky TP 51, SNTL Praha 1983
- ČSN EN 13162 Tepelně izolační výrobky pro stavebnictví - Průmyslově vyráběné výrobky z minerální vlny - Specifikace (včetně navazujících norem)
