EWOBOX - Environmentálna výchova v kocke

Profilácia žiakov na Základnej škole, Moskovská 2 v Banskej Bystrici je zameraná aj na rozvoj ekologickej a environmentálnej výchovy. Žiaci sa počas vyučovacieho procesu aktívne podieľajú na separácií odpadu, výsadbe stromčekov a zbere bateriek. V areáli školy sa nachádza náučný chodník s ihličnatými a listnatými stromami, chodník na podporu biodiverzity a spoznávania vtákov, hmyzí domček a bylinková záhrada s pocitovým chodníkom. Ako zelene zmýšľajúca škola sme sa preto v roku 2020 zapojili do výzvy na získanie Nórskych grantov, kde jedným z cieľov projektu bolo vybudovanie vegetačnej, čiže zelenej strechy na jednom z pavilónov školy, ako príklad adaptačného riešenia zmeny klímy.

Adaptácia na zmeny klímy - zelená strecha ako nevyhnutný prvok v betónových mestách

Pod pojmom klíma rozumieme dlhodobý režim atmosférických dejov na území, definovaný meteorologickými prvkami akými je teplota a vlhkosť vzduchu, úhrn zrážok, slnečné žiarenie, oblačnosť a veternosť. V posledných desaťročiach sme svedkami zmeny klímy, ktoré majú prejavy na regionálnej, ale aj globálnej úrovni. Ľudstvo na svoje prežitie potrebuje aktívne reagovať na tieto zmeny. Preto sa snaží adaptovať a prispôsobiť zmenám, a tým zmenšiť škody na zdraví či infraštruktúre. Medzi takéto opatrenia zaraďujeme súbor rôznych možností, akými sú rôznorodá kombinácia zelene, vodných prvkov a architektúry, ktorá vytvára prirodzenú mikroklímu a znižuje dopady extrémnych horúčav. Súčasne s adaptáciou je nutná aj mitigácia, t.j. opatrenia zamerané najmä na znižovanie produkcie emisií skleníkových plynov. Sem zaraďujeme rozvoj zelených zdrojov energií, investície do energetickej efektívnosti budov, či podporu udržateľnej hromadnej dopravy.

Pri zavádzaní opatrení je nevyhnuté myslieť nie len na zdravie a infraštruktúru, ale aj na ďalšie zložky prírody, živé organizmy, ktorými je rastlinstvo, živočíšstvo, huby či skupiny rôznych mikroorganizmov. Biodiverzita súhrne označuje miliardy jedinečných organizmov, ktoré žijú na zemi, a ich vzájomnú interakciu. Ľudská činnosť je v mnohých prípadoch hrozbou pre biodiverzitu, ide najmä o odlesňovanie, pestovanie monokultúr a rozsiahlu urbanizáciu. Ďalej možno spomenúť priame zásahy akými je lov zvierat, rybolov, znečisťovanie a rozširovanie inváznych nepôvodných druhov, ktoré vytláčajú pôvodne druhy. Ochrana a zachovanie biodiverzity nie sú dôležité len z pohľadu jej zachovania, ale hlavne preto, že ona je dôležitým hybným nástrojom prírody. Vďaka nej máme čistý vzduch, pitnú vodu, úrodnú pôdu a plodiny [1]. Slovenská stratégia adaptácie na zmenu klímy definuje biodiverzitu ako jednu z kľúčových oblastí. Stratégia environmentálnej politiky Slovenskej republiky do roku 2030 (Zelenšie Slovensko) uvádza, že podiel zelene v mestách vážený počtom obyvateľov by sa mal v celoštátnom priemere zvýšiť najmenej na 40 %.

V betónových mestách dnešnej doby pozorujeme fenomén, známy pod označením „mestský tepelný ostrov“ (Urban Heat Island, UHI). Ide o zástavbu, ktorá vykazuje poznateľne vyššie teploty, než jej okolie. Dôvodom je vyšší podiel spevnených, asfaltových či betónových plôch, ktoré absorbujú teplo a to spôsobuje zvýšenie teploty prostredia. Na tomto jave má výrazný podiel albedo efekt povrchu plôch, t.j. schopnosť odrážať slnečné žiarenie naspäť do atmosféry [2]. „Mestské tepelné ostrovy“ sú až o 5 °C teplejšie ako okolité predmestia. V mestách je ťažké vyčleniť oblasti, kde sa majú vybudovať zelené plochy. Tento problém je možné vyriešiť použitím striech budov.

Existujú dva hlavné typy zelených striech: extenzívne a intenzívne. Extenzívne zelené strechy pozostávajú z tenkej vrstvy substrátu s nízkou výsadbou, typické sú pre ňu rôzne druhy rozchodníkov. Intenzívne zelené strechy majú hrubšiu vrstvu substrátu, ktorá umožňuje použiť hlbšie zakorenené rastliny, ako sú kríky a stromy [3].

Rastliny transpiráciou priamo ochladzujú vzduch a v lete môžu znížiť teplotu povrchu strechy až o 50 °C [4]. Okrem ochladzovania, rastliny taktiež čistia vzduch, sú schopné zachytiť vzduchom prenášané prachové častice (PM_2,5), ťažké kovy a prchavé organické látky. Dokážu filtrovať škodlivé plyny (NO_x, SO₂, CO₂) zo vzduchu. Predpokladá sa, že trávnatá strecha s 2 000 m² nepokosenej trávy (100 m² listovej plochy na m² strechy) by mohla zo vzduchu odstrániť 4 000 kg nečistôt (2 kg na m² strechy). Tento odhad je však pravdepodobne vysoký, pretože spodná časť trávnatej vrstvy je príliš hustá na to, aby bola v priamom kontakte s pohybujúcim sa vzduchom. Aj keby boli údaje znížené na 1/10 toho, čo by les mohol odstrániť, zelená strecha by každoročne odstránila značné množstvo - 0,2 kg častíc na m² [5]. Redukcia distribúcie látok, ktoré sú zodpovedné za kyslé dažde, smog, skleníkový efekt, tak pomáha adaptovať mesto pre budúce klimatické zmeny s horúcim letom. Rastlinstvom zachytený CO₂ (hlavný skleníkový plyn) sa premieňa na kyslík v procese fotosyntézy.

Ďalším problémom urbanizácie je nadmerný odtok vody z krajiny. Dažďová voda zo striech budov je odpadom vedená preč z miesta, kde pôvodne spadla. Krajina si tak nevie udržať vodu, čo spôsobuje v prípade výdatných dažďov záplavy, a v opačnom prípade sucho. V tomto zelené strechy pozitívne ovplyvňujú manažment dažďovej vody [1,2] a zlepšujú kvalitu odtekajúcej vody [3]. Zrážková voda sa zadržiava v substráte a je prístupná pre rastliny. Transpiráciou a vyparovaním sa tak môže vrátiť naspäť do atmosféry. Tiež môže oddialiť čas, kedy dôjde k odtoku vody zo strechy, čím dokáže znížiť zaťaženie kanalizačných systémov počas nárazových dažďov, a tak znižuje riziko záplav. Koreňový systém rastlín a substrát zelenej strechy pôsobia ako prirodzené prírodné filtre odtokovej vody [2, 6].

Zmena klímy a výstavba betónových sídlisk, z dlhodobého hľadiska, predstavuje kritické podmienky pre organizmy. Strešné záhrady, ak sú vysadené pôvodnou flórou, môžu poskytnúť dôležité biotopy pre pôvodné populácie vtákov a hmyzu, čo pomôže zachovať biodiverzitu. Medzi rozšírené druhy vegetácie zelených striech patria rozchodníky (Sedum). Ide o sukulenty, ktoré uchovávajú vodu vo svojich listoch a zanechávajú ich vysoko odolné voči suchu. Používajú sa najmä pri realizácií extenzívnych striech, lebo vyžadujú minimálnu údržbu a ľahko sa inštalujú ako súčasť strešného systému.

Urbanizované mestá majú problém aj s nadmerným hlukom, ktorý je vytváraný dopravou a z priemyselnej výroby. Zelená strecha je vynikajúcou hlukovou bariérou, a to najmä pre zvuky s nízkou intenzitou. Výsledkom je tichšie prostredie v interiéri - príjemnejšie prostredie pre prácu.

Zo psychologického hľadiska sa vytváranie nových zelených plôch v zastavaných mestách stáva nevyhnutným. Mnohé štúdie preukázali, že pohľad na prírodnú scenériu zmierňuje stres, zlepšuje produktivitu a znižuje krvný tlak. Zelená strecha môže poskytnúť miesto na relaxáciu, socializáciu alebo „oddychový čas“ pre zamestnancov budovy, čím sa zlepší ich blaho a produktivita. Tieto miesta môžu slúžiť ako komunitné centrá, zvyšujú sociálnu súdržnosť, zmysel pre komunitu a verejnú bezpečnosť [7].

Vďaka mnohým výhodám, ktoré zelené strechy poskytujú, získavajú vo svete svoju priazeň. V budovaní vegetačných striech má svoje prvenstvo Nemecko, kde zelené strechy pokrývajú 100 až 150 miliónov štvorcových metrov. Z ďalších krajín možno spomenúť Spojené Kráľovstvo, ktoré má približne 5 – 7 miliónov štvorcových metrov pokrytia zelenými strechami [2]. Mnohé svetové veľkomestá sa vo svojich programoch zaviazali a budujú vegetačné strechy. Príkladom môže byť Kansas City, ktoré v rokoch 1999 až 2015 vybudovalo viac ako 41 806 m² zelených striech, kde samotná mestská samospráva realizuje svoje projekty zelených striech, čím súčasne zvyšuje svoj kapitál [7].

Výstavba zelenej strechy na ZŠ Moskovská v Banskej Bystrici

Vznik myšlienky

V roku 2020 sme podali projekt s názvom Včelí plán pre biodiverzitu, ako reakciu na výzvu financovanú z Nórskych fondov a Štátneho rozpočtu Slovenskej republiky, ktorý bol schválený. Získali sme podporu vo výške 49 000 €. Cieľom tohto projektu je zvyšovanie povedomia žiakov o zmierňovaní a adaptácii sa zmene klímy formou teoretickej výučby, ako aj formou realizácie konkrétnych opatrení v priestoroch školy a v školskom areáli. Cieľom vybudovania včelej záhrady a zelenej strechy bolo zvýšiť podiel zelene a prírode blízkych ekosystémov v zastavanom území pre podporu biodiverzity opeľovačov, zvýšiť množstvo zadržiavanej vody, byť príkladom okolitým budovám a budovať u detí uvedomelý vzťah k zachovaniu prírody a zmierňovaniu dopadov klimatických zmien.

Realizácia zelenej strechy na ZŠ

Novovytvorená extenzívna zelená strecha s hydroakumulačnou vrstvou sa nachádza na pavilóne „CH“ ktorý zastrešuje priestory kuchyne školy. Ide o strechu s rozlohou 508,87 m² s výškou zelenej skladby 130 mm a jej hydroakumulačná schopnosť je 44 l/m². Vybudovanú zelenú strechu tvorí šesť vrstiev, ako to znázorňuje obrázok 1. Prvú vrstvu tvorí zeleň s trvalkami nízkeho vzrastu, ide o rôzne druhy a kultivary rozchodníkov (Sedum) a skalničiek (Sempervirum). Pod ňou sa nachádza vegetačná vrstva tvorená substrátom na jednovrstvové extenzívne ozeleňovanie. Tretiu filtračnú vrstvu tvorí netkaná polypropylénová textília, ktorá plní úlohu ochrany drenážnej vrstvy pred zanášaním jemnými časticami z vegetačného substrátu. Drenážna vrstva, ktorej hlavnou úlohou je hydroakumulácia, je vytvorená doskami, ktoré sú schopné zachytiť 10,1 l/m² vody. Najspodnejšou vrstvou, ktorá sa kládla priamo na existujúcu hydroizolačnú vrstvu strechy, je ochranná vrstva z netkanej geotextílie z polypropylénového vlákna so schopnosťou absorbovať vodu 3 l/m². Na okrajové časti vegetačnej strechy sa použili štrkové násypy z praného riečneho štrku/okruhliakov. (Zdroj: Sprievodná správa k výstavbe zelenej strechy, Ateliér Turčan, s.r.o.; zodp. záhardná architektka Ing. Anna Turčanová)

Hlavné výhody vybudovanej zelenej strechy pre ZŠ

Zadržiavanie dažďovej vody – úhrn priemerných zrážok pre lokalitu školy je 850,4 mm/m³/rok. Množstvo dažďových vôd z existujúcej strechy je 497,95 m³/rok, pri vegetačnej streche je to 151,46 m³/rok. Navrhnutým riešením sa zníži celkové množstvo odvádzaných vôd zo strechy o 281,28 m³/rok, t.j. o 56,48 % menej ako je súčasný stav. (Zdroj: Sprievodná správa k výstavbe zelenej strechy, Ateliér Turčan, s.r.o., zodp.: Alžbeta Videršpanová, projektant ZTI)
Zvýšenie životnosti pôvodnej strechy 2-krát až 3-krát. Vegetačná strecha bude chrániť existujúcu hydroizolačnú vrstvu strechy pred vysokými výkyvmi teplôt a pôsobením ultrafialového žiarenia, ktoré by mohli v jej hydroizolačnej vrstve spôsobiť mikrotrhliny, a tým by došlo k zatekaniu vody do budovy. Týmto krokom škola ušetrila nemalé finančné prostriedky, ktoré by musela vynaložiť za pár rokov na rekonštrukciu strechy.
Zníženie nákladov na vykurovanie. V zime budovy so strešnými záhradami strácajú o 30 % menej tepla.
Prirodzená protipožiarna vrstva na streche školy nad priestormi školskej kuchyne.
Prírodná hluková bariéra budovy - zníženie hluku v interiéri a zlepšenie pracovného prostredia.
Estetizácia prostredia.
Zvýšenie hodnoty budovy.
Interaktívna ukážka adaptačného riešenia klimatickej krízy pre žiakov školy. Využitie pri výučbe environmentálnej výchovy pri témach biodiverzity a zadržiavania vody v prírode.
Týmto krokom škola prispela aj k lepšiemu životnému prostrediu a zdraviu obyvateľov sídliska Fončorda v Banskej Bystrici.

Záver

Zelené strechy sa stavajú nevyhnutným adaptačným opatrením proti klimatickým zmenám. Ich budovanie má nesporné výhody pre majiteľov budov, ktorý takto dokážu ušetriť nemalé finančné prostriedky na vykurovanie a klimatizáciu, čím šetríme zdrojmi energie, znižujeme emisie CO₂a prispievame k znižovaniu skleníkového efektu. Zlepšujú manažment dažďovej vody, pre majiteľa budovy, a tak dochádza k značnému zníženiu finančných nákladov za dažďovú vodu. Zachytávaná voda sa potom odparí a dostane späť do atmosféry. Rastlinstvo striech pomáha čistiť vzduch v urbanizovaných mestách a zachovať biodiverzitu organizmov. Novovybudovaná zelená strecha na základnej škole pomôže zriaďovateľovi znížiť finančné a energetické náklady na jej chod, bude slúžiť ako ilustračné a praktické miesto pre študentov na hodinách biológie a environmentálnej výchovy.

Zdroje

[1] https://www.eea.europa.eu/sk/help/casto-kladene-otazky/co-je-biodiverzita-a-preco

[2] https://greenroofs.org/about-green-roofs

[3] Castleton, H. F., Stovin, V., Beck, S. B. M., & Davison, J. B. (2010). Green roofs; building energy savings and the potential for retrofit. Energy and Buildings, 42(10), 1582–1591. doi:10.1016/j.enbuild.2010.05.004

[4] https://www.urbanroofgardens.com/why/

[5] Callaghan, Ch., Peck, W. S., Kuhn, E. M., Arch, B (1999). Greenbacks from green roofs: Forging a new industry in Canada. on-line https://www.researchgate.net/publication/230887928_Greenbacks_from_green_roofs_Forging_a_new_industry_in_Canada

[6] https://worldgreeninfrastructurenetwork.org/key-definition-green-roof/

[7] U.S. Environmental Protection Agency. (2018). Estimating the environmental effects of green roofs: A case study in Kansas City, Missouri. EPA 430-S-18-001. www.epa.gov/heat-islands/using-green-roofs-reduce-heat-islands