Intenzivní zelená střecha

Náhled opatření

Zařazení opatření

Hrozby spojené se změnou klimatu

  • Vlny horka a městský tepelný ostrov
  • Přívalové srážky, nedostatečné zasakování a bleskové povodně

Časová náročnost realizace

  • krátkodobá (do 1 roku)

Realizace opatření

  • Individuální (občan, firma, nezisková organizace)
  • Obecní

Popis opatření

Zelená střecha je definována jako povrch střechy, který je z části nebo zcela pokryt hydroizolační membránou, pěstebním mediem (půdou/substrátem) a osázen vegetací. V současné době se jedná o opatření, které nachází široké uplatnění ve městském prostředí, je budováno s cílem poskytnout dodatečnou zeleň a s ní související ekosystémové služby, zvýšit účinnost tepelné izolace a tím docílit úspor za chlazení a vytápění budovy a nabídnout alternativní prostor pro rekreaci.

Intenzivní zelené střechy bývají osázeny pestrou skladbou vegetace (trávy, keře, menší stromy) a vyžadují pravidelnou péči včetně zavlažování. Mocnost souvrství půdy/substrátu dosahuje > 20 cm, v případě osázení stromy až 100 cm. Specifickým komplexním typem intenzivní zelené střechy jsou střešní zahrady či parky.

Oproti extenzivním zeleným střechám se liší zejména typem vegetace – extenzivní zelené střechy jsou zpravidla osázeny nenáročnou vegetací vyžadující nízkou míru údržby (1-2 x do roka). Typicky se jedná o kombinaci suchomilných rostlin, mechu, bylin a trávy. Mocnost substrátu zřídkakdy přesahuje 20 cm.

Užitky plynoucí z realizace opatření

  • Retence srážkové vody a regulace odtoku
  • Zvyšování kvality vody
  • Regulace teploty a mikroklimatu
  • Regulace kvality ovzduší
  • Protihluková funkce
  • Ukládání uhlíku
  • Produkce biomasy
  • Produkce plodin
  • Rekreační funkce
  • Nárůst estetické hodnoty
  • Nárůst hodnoty okolních nemovitostí
  • Tvorba biotopu a podpora biodiverzity
  • Úspora energií
  • plně poskytován
  • částečně poskytován

Požadavky na realizaci opatření

Intenzivní typ zelené střechy je realizován zejména na plochých, případně stupňovitých (terasovitých) střešních konstrukcích. Vzhledem k vyššímu zatížení konstrukce střechy (dle mocnosti substrátu až 1300 kg/m2), není příliš častá realizace intenzivní zelené střechy na stávajících konstrukcích. Obdobně jako u extenzivních zelených střech je na základní hydroizolaci položeno vegetační souvrství, které zahrnuje veškeré vrstvy zelených střech nad hydroizolací. Jedná se zejména o ochranné a vodoakumulační fólie a textilie, drenážní a filtrační vrstvy, substrát a v neposlední řadě i samotnou vegetaci. V případě, že hydroizolace není odolná vůči prorůstání kořenů, je nutné rovněž použít kořenu-vzdornou fólii.

Náklady na realizaci a údržbu opatření

Výše nákladů závisí na řadě parametrů, jako je použitý materiál, provedení, mocnost substrátu, použitá vegetace, rozloha střechy a její sklon. Nedílnou součástí je několik vrstev izolací, fólií a textilií volených dle požadované mocnosti půdy. Nejnižší náklady se pohybují okolo 1 500Kč/m2 bez DPH, v případě střešních parků s automatickým závlahovým systémem se může jednat o náklady ve výši 3 000/m2 bez DPH a více.

Osázeny bývají trávami, keři, trávníky, stromy. Tento druh zelených střech vyžaduje pravidelnou péči včetně doplňování živin a zavlažování. V závislosti na zdroji vody (studna / veřejný vodovod) a náročnosti zahradních prací se běžné roční náklady na údržbu pohybují mezi 70‑600 Kč/m2.

Více podkladů k nákladům na realizaci lze nalézt např. v: Oberndorfer et al. (2007), Architectural Services Department (2007) a Dostalová (2015).

Popis užitků plynoucích z realizace opatření

Užitky opatření z hlediska ekosystémových služeb

Zelené střechy poskytují z hlediska ekosystémových služeb celou řadu užitků, které mají vliv na kvalitu života ve městech. Hlavní užitky přináší tzv. regulační a kulturní ekosystémové služby. Mezi regulační služby poskytované zelenými střechami je řazena: (i) retence srážkové vody a regulace odtoku (intenzivní střechy jsou schopné zadržet až 85 % srážkové vody během přívalových srážek); (ii) regulace teploty a mikroklimatu (snižování teploty prostředí výparem vody vegetací a zastínění; snižování efektu tepelného ostrova města); (iii) regulace kvality ovzduší (především regulace prašnosti (PM10; PM2,5) prostřednictvím vegetace); (iv) protihluková funkce (snížení hluku uvnitř budovy až o 6 dB ve srovnání se standardní střechou; a (v) tvorba lokálního biotopu. Intenzivní zelené střechy dále mohou zvyšovat kvalitu vody, ukládat uhlík (význam z hlediska mitigace změny klimatu), produkovat biomasu a plodiny. V rámci kulturních služeb pak lze identifikovat: (i) nárůst estetické hodnoty; a (ii) rekreační potenciál (zejména u přístupných střešních zahrad a parků).

Další užitky a úspory

Důležitým užitkem zelených střech je snížení spotřeby energie (úspory za chlazení v létě a v omezené míře rovněž za vytápění v zimě; dle různých studií se řádově jedná o jednotky kWh/m2) a nárůst monetární hodnoty nemovitosti.

Kvantitativní (biofyzikální) hodnoty vybraných užitků:

Užitek Způsob vyjádření užitku Minimální hodnota Maximální hodnota Zdroj
Retence srážkové vody a regulace odtoku Podíl objemu zadržené srážkové vody (retence) na celkovém objemu srážek 22 % 100 % Speak et al., 2013
  % regulace odtoku (snížení max. průtoku) 77 % 88 % Hathaway et al., 2008
Regulace teploty a mikroklimatu Rozdíl teploty mezi zelenou a bitumenovou střechou (snížení teploty použitím zelené střechy) 3°C 10°C Heusinger and Weber, 2015
  Pokles teploty povrchu střechy (případová studie Londýn) - 19,3°C Alexandri & Jones, 2008
Regulace kvality ovzduší Množství zachycených polutantů (případové studie Chicago) O3: 44 kg/ha

NO2: 23 kg/ha

PM10: 11,9 kg/ha

SO2: 5,9 kg/ha

Yang et al., 2008
Úspora energií % snížení nákladů na vytápění (srovnání zelené a konvenční střechy; případové studie Helsinki) 10 % 45 % Nurmi et al., 2013

 

 

Bariéry a omezení realizace opatření

  • Památková ochrana budov nebo dané části města a další omezení plynoucí ze stavebních předpisů obce;
  • dostatečná nosnost střešní konstrukce;
  • počáteční investiční náklady na realizaci zelené střechy (záleží na zvoleném typu, dlouhodobá investice);
  • po realizaci opatření je hydroizolace velmi obtížně přístupná, v případě nutnosti je sanace vad a poruch obtížnější a náročnější;
  • nutnost zajištění zavlažování střešní vegetace.

Ilustrační příklad opatření

Ilustrační příklad opatřeníAdministrativní komplex TitaniumBrno-střed (Ing. arch. Michal Kristen a společnost GreenVille service s.r.o.) 

Intenzivní zelená střecha v komplexu administrativních budov Titanium je součástí střechy vybudovaných podzemních garáží a nachází se ve vnitrobloku mezi dvěma kancelářskými budovami. Jedná se o pobytový střešní park s cestami a záhony o rozloze 1 100 m2 zelené plochy, který je určen nejen zaměstnancům firem sídlících v prostorách administrativního objektu, ale i ostatním návštěvníkům. Mocnost substrátu dosahuje až 1,5 metru, vegetaci na záhonech tvoří kobercový trávník podél hlavních cest ohraničený buxusy a 22 červených javorů. V rámci realizace byly použity dva druhy střešního substrátu, extenzivní jako základ a intenzivní jako vrchní vrstva pro vegetaci. Zavlažování je zajištěno pomocí automatického závlahového systému z vodovodního řádu instalovaného v několika okruzích. Zelená střecha kromě rekreační funkce poskytuje i užitky ze zasakování srážkových vod, regulace mikroklimatu spojené se snižováním efektu tepelného ostrova města a regulace kvality ovzduší. Případová studie hodnotí čistý současný společenský užitek pouze ze samotné zelené intenzivní střechy včetně 22 javorů. 

 

Zdroj: GreenVille service s.r.o. / Pavel Dostal (2014) 

Investiční náklady spojené s ochrannou vrstvou, drenáží, substrátem, vegetací a automatickým závlahovým systémem dosáhly 3 392 400 Kč bez DPH. Roční provozní náklady jsou ve výši 85 946 Kč. Tato částka zahrnuje jak náklady na údržbu zeleně, tak náklady na závlahu. Jedná se o průměrný roční náklad stanovený z průměrů provozních nákladů z let 2014, 2015 a 2016.  

V rámci monetarizace užitků byly prostřednictvím dílčích ocenění vyjádřeny užitky spojené s regulací dešťového odtokupozitivní vliv na zdraví pomocí snížení hlukuregulací spotřeby energieredukcí emisí škodlivých látek a rekreační hodnotou. Dále bylo mezi užitky započítáno prodloužení životnosti střešní izolace a úspora za běžnou krytinu, jelikož uvažujeme zelenou střechu jako alternativu k běžné krytině a v rámci ekonomické analýzy nezahrnujeme samotný užitek ze střechy. Veškeré užitky zahrnuté v peněžní hodnotě jsou zachyceny v následující tabulce. Snížení hluku je započítáno jako úspora nákladů na odhlučnění střechy. Redukce emisí látek z ovzduší je započítána jako úspora nákladů na realizaci substitučních opatření. 

Ekonomická analýza byla provedena ve dvou variantách. První z nich uvažuje opatření v realizované podobě, kdy jsou užitky ze snížení hluku a úspor energie velmi omezeny tím, že pod střechou se nachází parkoviště. Druhá varianta uvažuje, že by pod střechou byly umístěny kanceláře, jako jsou v přilehlých budovách, čímž by byl realizován i vyšší užitek z úspory energie a redukce hluku uvnitř budovy. Cílem je ukázat odlišnou přínosnost opatření, pokud je intenzivní střecha realizována na kancelářské/obytné budově. 

Výše popsané kategorie užitků a nákladů byly pomocí metody cost-benefit analýzy vyjádřeny v podobě čisté současné hodnoty pro časový horizont 25 a 50 let od realizace střechy. Dále byla stanovena návratnost investice z pohledu společnosti. Hodnoty čistého současného společenského užitku jsou zachyceny v následující tabulce. Při hodnocení realizovaného projektu je za prvních 25 let dosahováno čisté společenské ztráty ve výši 295 tis. Kč, za dobu 50 let je generován čistý společenský užitek ve výši 776,5 tis. Kč. V případě umístění hodnocené střechy nad kancelářskými prostory by bylo dosahováno výrazně vyšších užitků. Za prvních 25 let je čistá současná hodnota společenských užitků 1,9 mil. Kč, v horizontu 50 let 3,6 mil. Kč. 

Časový horizont  Kumulativní současná hodnota NÁKLADŮ  Kumulativní současná hodnota společenských UŽITKŮ  Čistá současná hodnota společenských užitků v daném horizontu 
25 let  4 604 572 Kč  4 309 316 Kč    -295 256  
50 let  5 108 223 Kč  5 884 725 Kč     776 503  
25 let v případě střechy nad kancelářskými prostory  4 604 572 Kč  6 466 563 Kč  1 861 990  
50 let v případě střechy nad kancelářskými prostory  5 108 223 Kč  8 724 229 Kč  3 616 006  

Náklady na opatření se v případě realizované střechy na administrativním komplexu Titanium vrátí v podobě společenských užitků během prvních 30 let, v případě lokalizace střechy nad kancelářskými prostory by byla dosažena návratnost 12 let. S ohledem na nejistoty byla provedena citlivostní analýza pro různé hodnoty diskontní míry. V případě optimistického scénáře je návratnost 23 let, v případě pesimistického scénáře přesahuje 50 let. Při umístění hodnocené střechy na kancelářskou budovu by se návratnost pohybovala mezi 11 až 13 lety. Návratnost investice vychází z peněžního ocenění nákladů a užitků. S ohledem na nezahrnuté užitky v peněžním vyjádření (především nárůst estetické hodnoty, hodnoty okolních nemovitostí a podpora biodiverzity) lze očekávat společenskou návratnost v kratším časovém horizontu. 

Scénář (diskontní míra)  Návratnost v letech – realizovaná střecha  Návratnost v letech – v případě střechy nad kancelářskými prostory 
Základní (4 %)   30  12 
Optimistický (2 %)  23  11 
Pesimistický (6 %)  >50  13 

Zdroje

Fotografie - intenzivní střecha Titanium Business Complex, Brno; autor: GreenVille service s.r.o./ Pavel Dostál (2014).


Alexandri, E., Jones, P. (2008): Temperature decreases in an urban canyon due to green walls and green roofs in diverse climates. Building and Environment, 43: 480–493.

ARCHITECTURAL SERVICES DEPARTMENT. 2007. Study on Green Roof. Application in Hong Kong. 157 s., [online] citace 15. 8. 2015, dostupné na: http://www.archsd.gov.hk/media/11630/green_roof_study_final_report.pdf

DOSTALOVÁ, J. 2015. Zelená střecha – přidaná hodnota nebo rizikový faktor? ZNALEC. Časopis komory soudních znalců České republiky. Praha: EuroExpert. 2015, č. 22, 72 s. ISSN 1805-6881.

Hathaway, A.; Hunt, F.; Jennings, G. (2008): A field study of green roof hydrologic and water quality performance. American Society of Agricultural and Biological Engineers, 51: 37-44

Heusinger, J., Weber, S. (2015): Comparative microclimate and dewfall measurements at an urban green roof versus bitumen roof. Building and Environment, 92: 713-723.

Nurmi, V., Votsis, A., Perrels, A., Lehvävirta S. (2013): Cost-benefit analysis of green roofs in urban areas: case study in Helsinki. Finnish Meteorological Institute, Report no. 2.

OBERNDORFER, E. et al. 2007. Green Roofs as Urban Ecosystems: Ecological Structures, Functions, and Services. BioScience, Vol. 57, No. 10, s. 823-833.

Speak, A.F., Rothwell, J.J., Lindley, S.J.,  Smith, C.L. (2013): Rainwater runoff retention on an aged intensive green roof. Science of The Total Environment, 461–462: 28–38.

Yang, J.; Yu, Q.; Gong, P. (2008): Quantifying air pollution removal by green roofs in Chicago. Atmospheric Environment, 42: 7266–7273.

Kalkulačka biofyzikálních hodnot

Retence srážkové vody

m2
mm/rok
%
m3/rok

Podobná opatření