Vzdělávací centrum

Vegetační střechy

Vegetační střechy se v poslední době staly jedním z nejdiskutovanějších témat ve stavebnictví. Hovoří se o jejich využití pro snížení vlivu přívalových dešťů, pro zvýšení retence území, pro zlepšení životního prostředí měst, pro odlehčení kanalizační sítě nebo pro snížení vlivu tepelných ostrovů velkých měst. Pro optimalizaci návrhu vhodné vegetační střechy je nezbytné rozumět jejich chování v reálných klimatických a konstrukčních podmínkách. V experimentálním centru DERIC je proto nyní zadáno řešení několika úkolů týkajících se vlastností vegetačních střech.

DÍL 2 - SYSTÉMOVÉ SKLADBY GREENDEK

Autor:
Ing. Antonín Žák, Ph.D.
DEK a.s, vedoucí výzkumu a vývoje experimentálního centra DERIC (DEK EXPERIMENTAL RESEARCH INNOVATION CENTER)
ČHIS, člen výboru, člen odborné rady, vedoucí pracovní skupiny WG 07 – Drenáže

Autor:
Ing. Jaroslav Nádvorník
Technik pro stavební materiály
člen SZÚZ - svazu údržby a zakládání zeleně - zelené střechy
člen TNK 31 Textil - geosyntetika
člen TKHIF - Technická komise pro hydroizolační fólie

Autor:
Ing. Tomáš Kloss
Technik výzkumu a vývoje DEK a.s.

1 ÚVOD

V předchozím díle seriálu článků o vegetačních střechách jsme popsali naše současné poznání v oblasti retenčních vlastností. Popsali jsme také současný stav norem a zkušebních postupů stanovujících odtokové parametry jednotlivých typů vegetačních střech dle složení vegetačního souvrství nebo sklonů. Upozornili jsme také na možné důsledky při nesprávné analýze reálného chování vegetačních střech, v závislosti na různých aplikacích.

V tomto dílu je cílem představit systémové skladby GREENDEK.

2 SYSTÉMOVÉ SKLADBY GREENDEK

V sortimentu společnosti STAVEBNINY DEK máme kompletní sortiment materiálů pro realizaci vegetačních střech:

• povlakové hydroizolace z asfaltových pásů nebo PVC-P, TPO, či EPDM fólií odolávajících prorůstání kořenů,
• materiály pro separační, ochranné, filtrační, drenážní a hydroakumulační vrstvy,
• substráty pro extenzivní a intenzivní vegetační střechy,
• vegetaci ve variantách rozchodníkových rohoží a trávníkových koberců.

Zkušenosti z testování, měření, navrhování a realizací vegetačních souvrství i jejich podkladních střešních vrstev (hydroizolací, tepelných izolací, atd.) zohledňujeme při vývoji jednotlivých materiálů i celých systémů.

2.1 Používané materiály v systémech GREENDEK

Vegetačními střechami se zabýváme dlouhodobě, ale od začátku roku 2021 jsme s novou značkou GREENDEK zrevidovali a nově popsali produkty pro vegetační střechy. Nově jsme do sortimentu zavedli čtyři vegetační kompozitní produkty GREENDEK. Vyrábí se ve variantách dle druhu a výšky nopové fólie a dle nakašírovaných PP nebo PES textilií. Vegetační kompozity GREENDEK plní v jednom výrobku více funkcí (separační, ochrannou, filtrační, drenážní a hydroakumulační). Výhodou je pokládka všech těchto vrstev v jednom kroku. Ve variantách PLUS je použita jako hydroakumulační, filtrační a ochranná vrstva PES recyklovaná textilie větší gramáže.

Pro kompozity GREENDEK jsou v Tab. 1 uvedeny technické parametry potřebné pro návrh vegetačních střech (maximální vodní kapacita, hmotnost při maximálním nasycení vodou, hmotnost v suchém stavu a další). Parametry propustnosti vody kolmo v rovině a schopnost proudění vody v rovině jsou používány pro porovnání mezi jednotlivými materiály.

Další informace k jednotlivým produktům lze najít v technických listech na stránkách www.dek.cz.

Tab. 1 - Technické parametry výrobků GREENDEK vegetační kompozit

1) hodnota platí pro nopovou fólii, bez textilních vrstev

2) orientační výška výrobku (profilovaná fólie + textilie)

GREENDEK 20 vegetační kompozit

GREENDEK 20 PLUS vegetační kompozit

GREENDEK 40 vegetační kompozit

GREENDEK 40 PLUS vegetační kompozit

GREENDEK substrát střešní extenzivní

GREENDEK substrát střešní intenzivní

GREENDEK rozchodníková rohož S5

GREENDEK trávníkový koberec TR K 20

Obr. 1 - Jednotlivé vrstvy ve skladbách GREENDEK

2.2 Systémové skladby GREENDEK

Možnosti použití GREENDEK vegetačních kompozitů, jsou uvedeny v systémových skladbách (ST.2005D; ST.2006B; ST.1014B; ST.2011B), v letáku Systémy vegetačních střech GREENDEK, Stavební knihovně DEK či v katalogu STAVEBNIN DEK [17]. Skladby jsou v různých materiálových variantách z pohledu hydroizolací, tepelných izolací, s extenzivní nebo intenzivní vegetací. Parametry k jednotlivým skladbám naleznete v Tab. 2.

ST.2005D s GREENDEK 20

ST.1014B s GREENDEK 20 PLUS

ST.2006B s GREENDEK 40

ST. 2011B s GREENDEK 40 PLUS

V Tab. 2 jsou pro tyto skladby uvedeny hodnoty maximální vodní kapacity, hmotnost suché či nasycené skladby. Tyto hodnoty jsou nutné pro návrh Vegetační střechy.

Tab. 2 - Technické parametry skladeb GREENDEK

Poznámky: 1) Tloušťka této vrstvy je uvedena před zhutněním a sesednutím (odhadovaný pokles vrstvy cca 10 % až 20 %), 2) průměrné hodnoty

2.3 Návrh a výpočet zatížení

Statický návrh a posouzení se provádí dle platných norem. Pro správné stanovení zatížení je nutné vždy vycházet z nejméně příznivého stavu nasycení substrátu vodou.

V případě, že vegetační souvrství zajišťuje stabilitu skladby střechy proti účinkům sání větru, uvažuje se hmotnost souvrství v suchém stavu.

Naopak, do výpočtu zatížení nosné konstrukce se uvažuje hmotnost skladby maximálně nasycené vodou.

U vysokých budov a u budov nacházejících se v náročných větrných oblastech je nutné klást důraz na řešení otázky eroze vegetace a substrátu. V některých případech se v rohových a okrajových oblastech střechy nahrazuje vegetační souvrství vrstvou kameniva nebo dlažby.

2.4 Stanovení součinitele odtoku pro skladby GREENDEK

Na základě našich dlouhodobých zkušeností a výsledků měření odtoků vody z vegetačních střech, doporučujeme při stanovení součinitele odtoku, postupovat rozdílně v závislosti na řešeném úkolu.

Dimenzování vnitřní kanalizace

Vegetační souvrství může být provedeno na dané střeše se zpožděním, případně může dojít k odstranění vrstev v průběhu času (rekonstrukce či změna záměru investora). Proto při návrhu vnitřní kanalizace doporučujeme nezohledňovat pozitivní retenční vlastnosti vegetačního souvrství a navrhovat dimenze na maximální možný odtok se součinitelem C = 1,0, dle ČSN 75 6760 - Vnitřní kanalizace, stejně jako pro střechy, jejichž hydroizolace je krytinou.

Dimenzování retenčních a vsakovacích nádrží

Pro dimenzování retenčních a vsakovacích nádrží lze používat součinitel odtoku ze střechy ψ z normy [5] určené pro dimenzování vsakovacích zařízení (uvedeny v Tab. 3). Ale přesnější hodnoty součinitele odtoku stanovené v závislosti na tloušťce substrátu, jsou uvedeny pod označením C v normě [7] určené pro dimenzování kanalizace (zde v Tab. 4). Provedli jsme analýzy pro různé délky trvání dešťů definovaných v normě [5]. Výsledný výkon vsakovacího zařízení je závislý jak na vydatnosti a délce deště, tak na koeficientu vsaku zeminy kv (m/s), ve které je zřízeno vsakovací zařízení. Hledá se nejhorší kombinace. Měření jsme zatím prováděli pro tloušťky substrátu 100 - 200 mm. Domníváme se, že po dokončení a verifikaci měření navrhneme upravit hodnotu součinitele odtoku pro tloušťky substrátu kolem 100 mm. Zatím uplatňujeme hodnoty součinitele z normy [7] uvedené v tabulce 4.

Tab. 3 - Součinitel odtoku ψ pro vegetační střechy, dle [5]

Poznámky: 1) Podle tloušťky propustné horní vrstvy (s rostoucí tloušťkou propustné horní vrstvy se součinitel odtoku srážkových povrchových vod snižuje až na uvedenou dolní mezní hodnotu).

Tab. 4 - Součinitel odtoku C pro vegetační střechy, dle [7]

Stanovení ročního odtoku ψ pro výpočet stočného

Součinitel odtoku z vegetačních střech pro výpočet stočného není v současné době legislativně nikde stanoven. Toto by měla vyřešit plánovaná novela vyhlášky 428/2001 v příloze 16. Ta by měla vejít v platnost v červenci 2021. Vyhláškou by měly být stanoveny součinitele odtoku pro vegetační střechy obecně, dle tloušťky vegetačního souvrství. Ale i možnost zvolit hodnotu odtokového součinitele dle naměřených hodnot konkrétní skladby.

Pro stanovení dlouhodobého odtoku vody ze střechy u vegetačních střech se skladbami GREENDEK doporučujeme vycházet podle námi změřeného a stanoveného součinitele odtoku, stanoveného na základě dlouhodobých měřených parametrů v Experimentálním centru DERIC dle [Tab. 5].

Součinitele odtoku pro skladby GREENDEK

Tab. 5 - Součinitele odtoku srážkových vod C a ψ pro výpočet pro skladby GREENDEK pro sklon střech 1% až 5%

Poznámky:
1) Tloušťka této vrstvy je uvedena před zhutněním a sesednutím (odhadovaný pokles vrstvy cca 10 až 20 %).
3) Doporučujeme neuvažovat vegetační střechy pro dimenzi kanalizačního potrubí z důvodu bezpečnosti.
4) Hodnota pro dimenzi retenčních a vsakovacích zařízení, stanovená dle ČSN 75 6760 pro sklon střechy 1 % až 5 %.
5) Hodnoty stanovené na základě dlouhodobého měření EC DERIC.

3 VEGETAČNÍ STŘECHY V ČESKÉ REPUBLICE, LEGISLATIVA A PODPORA

Obliba vegetačních střech v České republice neustále roste. Vývoj růstu vegetačních střech můžeme vidět na Obr. 2 a Obr. 3, prezentovaných v tiskové zprávě Svazu údržby a zakládání zeleně [14]. Dle těchto podkladů se plocha vegetačních střech za posledních pět let zdvojnásobila. K datům z roku 2019 se na území České republiky nacházelo 1,58 mil m2 vegetačních střech. Růst pozorujeme i v prodeji materiálů pro vegetační střechy ve Stavebninách DEK, meziročně zhruba třicetiprocentním tempem, v posledních pěti letech.

Obr. 2 - Vývoj celkové plochy zelených třech v ČR v letech 1990 – 2019 [14]

Obr. 3 - Roční přírůstek plochy zelených střech v ČR v letech 2014 – 2019 [14]

V Evropě se používá podpora výstavby vegetačních střech již delší dobu a je uplatňována na úrovni měst. Podpora je buď motivační, nebo regulační. Podpora motivační (dotačními programy a příspěvky na realizaci) bývá zpočátku vyšší, např. kolem 30% nákladů a po zaběhnutí je pomalu snižována. Podpora regulační je řešena legislativou, územním plánováním či úlevami nebo slevami.

Celoplošná podpora vegetačních střech v ČR je řešena na veřejných budovách programem OPŽP a na objektech k bydlení v rámci programu Nová zelená úsporám.

Vegetační střechy v rámci programu Nová zelená úsporám jsou podporovány od roku 2017. Částka podpory byla z původních 500 Kč/m2 v květnu 2020 navýšena na 800 Kč/m2. Nevýhodou je, že podpora je vázána na nutnost provádět energetická opatření. Je totiž nutné realizovat vegetační střechu v kombinaci se zateplením stávajícího objektu, nebo provádět novostavbu s velmi nízkou energetickou náročností (podrobněji viz pravidla NZÚ). Žádosti je možné podávat až do 31.12 .2021 nebo do vyčerpání alokace, tímto program končí. V současné době se připravuje dotační program Nová zelená úsporám 2030, který má na stávající program navazovat. Dle informací MŽP se spuštění programu očekává v polovině roku 2021. Vegetační střechy mají být v tomto programu zahrnuty, ale zatím nejsou podrobnější informace.

Některá města již řeší podporu vegetačních střech legislativně v rámci regulativ nebo dotací. Například město Brno vegetační střechy podporuje od roku 2019 v rámci programu Zeleň střechám. Pro rok 2021 se předpokládá celková podpora ve výši 19 mil Kč. Získat dotace na vegetační střechu je možné od 700 do 1400 Kč/m2 (podrobněji viz metodika [16]).

Ceny střešních vegetačních souvrství (vrstvy nad hydroizolací) za materiál včetně práce a podíl dotace z programu NZÚ na jejich provedení jsou uvedeny v Tab. 6. Cena je čistě za danou skladbu, bez dalších nákladů (není započteno řešení detailů, dopravy, manipulace na stavbě, atd.).

Tab. 6 - Ceny za vegetační skladby GREENDEK (vrstvy nad hydroizolací), za materiál včetně práce a podíl dotace z programu NZÚ na její provedení

Počítáme, že trend podpory vegetačních střech bude postupně stoupat a v rámci měst a obcí budou pravidla více zaváděna. Otázkou je, zda se zvolí metoda podpory motivační nebo regulační.

Míra pokrytí nákladů čistě na vegetační střechu z dotace NZÚ je závislá na typu vegetační střechy. Například z hlediska náročnosti na péči se vegetační střechy dle [13] a [14] dělí na extenzivní, polointenzivní a intenzivní, s čímž také souvisí i volba druhu rostlin a způsobu realizace a výsadby. Mezi základní požadavky NZÚ [18] patří:

• Tloušťka vegetační vrstvy – substrátu musí být tl. ≥ 80 mm.
• Vegetace v kondici musí být minimálně na 2/3 plochy vegetační střechy.
• Vegetace musí tvořit minimálně pět trvale udržitelných rostlinných druhů (nelze mít pouze střechu s trávníkem).
• Zajištění závlahy intenzivní zelené střechy musí být z jiných zdrojů, než z veřejné vodovodní sítě (např. využitím srážkové či přečištěné odpadní vody).
• Střecha musí být navržena v souladu se Standardy pro navrhování, provádění a údržbu [13].

O pozitivním přínosu vegetačních střech na život ve městech není pochyb. Věříme, že posílí trend poskytování státní nebo obecní podpory na realizaci vegetačních střech, protože každá vegetační střecha přispívá k lepšímu životu v budově i kolem ní.

V příštím dílu seriálu o vegetačních střechách popíšeme současné poznání v oblasti realizace a údržby vegetačních střech.

LITERATURA A PODKLADY

[1] KLOBUSOVSKÝ, Petr a ŽÁK, Antonín. Retenční schopnost vegetačních střech. V: Dektime. Praha, 2012, 3, 4-15. ISSN 1802-4009.
[2] Zákon č. 150/2010 Sb., o vodách a o změně některých zákonů (vodní zákon). V: Sbírka zákonů. 21.5.2010, částka 53. ISSN 1211-1244.
[3] Vyhláška č. 501/2006 Sb., o obecných požadavcích na využívání území. V: Sbírka zákonů. 28.11.2006, částka 163. ISSN 1211-1244.
[4] Zákon č. 183/2006 Sb., o územním plánování a stavebním řádu (stavební zákon). V: Sbírka zákonů. 11.5.2006, částka 63. ISSN 1211-1244.
[5] ČSN 75 9010. Vsakovací zařízení srážkových vod. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2012, 44 s.
[6] TNV 75 9011. Hospodaření se srážkovými vodami. Praha: Sweco Hydroprojekt, a.s., 2013, 65 s.
[7] ČSN 75 6760. Vnitřní kanalizace. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2014, 52 s.
[8] ČSN EN 12056-3 + Z1 + Z2. Vnitřní kanalizace - Gravitační systémy - Část 3: Odvádění dešťových vod ze střech - Navrhování a výpočet. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2001, 48 s.
[9] Směrnice ČHIS 06: Hydroizolační technika – Úprava hydrofyzikálního namáhání okolí staveb drenážováním – Drenáže. Praha: Česká hydroizolační společnost, 2018. Dostupné z: https://hydroizolacnispolecnost.cz/.
[10] Směrnice ČHIS 01: Hydroizolační technika – Ochrana staveb a konstrukcí před nežádoucím působením vody a vlhkosti. Praha: Česká hydroizolační společnost, 2017. Dostupné z: https://hydroizolacnispolecnost.cz/.
[11] Editorial Board "Green Roofs". Green Roof Guidelines: Guidelines for the planning, construction and maintenance of green roofs. Šesté vydání. Bonn: Landscape Development and Landscaping Research Society e.V. (FLL), 2018.
[12] KLOBUSOVSKÝ, Petr. Retenční schopnost zelených střech. Diplomová páce. Praha, 2011. České vysoké učení technické v Praze. Fakulta stavební. Katedra technických zařízení budov. Vedoucí práce Ing. Stanislav Frolík, Ph.D. 72 s.
[13] Zelené střechy při Svazu zakládání a údržby zeleně (SZÚZ). Vegetační souvrství zelených střech – Standardy pro navrhování, provádění a údržbu. 2019. Dostupné z: https://www.zelenestrechy.info/standardy-ke-stazeni
[14] Zelené střechy při Svazu zakládání a údržby zeleně (SZÚZ). Plocha zelených střech v České republice se za posledních pět let zdvojnásobila, tisková zpráva [online]. Brno, 25. listopadu 2020. Dostupné z: https://www.zelenestrechy.info/tz-plocha-zelenych-strech-2019
[15] Státní fond životního prostředí ČR. Zvyšujeme dotaci na zelené střechy, tisková zpráva [online]. 15. května 2020. Dostupné z: https://www.sfzp.cz/zvysujeme-dotaci-na-zelene-strechy/
[16] Statutární město Brno – Odbor životního prostředí MMB. Program: Podpora vytváření zelených střech – Výzva k podávání žádostí o dotace z rozpočtu města Brna pro rok 2021. Dostupné z: https://ekodotace.brno.cz/wp-content/uploads/2020/12/Dotacni-program-Podpora-vytvareni-zelenych-strech.pdf
[17] DEK a.s..Technické podklady k vegetačním střechám. Dostupné z: https://www.dek.cz/obsah/technicka-podpora/vegetacni-strechy
[18] Informace dostupné z: https://www.novazelenausporam.cz/
[19] ČSN EN 1991-1-4: Eurokód 1: Zatížení konstrukcí – Část 1-4: Obecná zatížení – Zatížení větrem. Český normalizační institut, 2007.