Intenzivní zelená zeď

Náhled opatření

Zařazení opatření

Hrozby spojené se změnou klimatu

  • Vlny horka a městský tepelný ostrov

Časová náročnost realizace

  • krátkodobá (do 1 roku)

Realizace opatření

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

Popis opatření

Zelená zeď je definována jako svisle orientovaný element, který je z části nebo zcela tvořen, pokryt nebo osázen vegetací. Zelené zdi jsou budovány s cílem poskytnout dodatečnou zeleň a s ní související regulační, kulturní a případně také zásobovací ekosystémové služby (viz níže), které mohou zelené zdi v městském prostředí poskytovat pouze v omezené míře. Jsou rozlišovány tři základní typy zelených zdí: (i) intenzivní zelené zdi; (ii) extenzivní a semi-intenzivní zelené zdi; a (iii) volně stojící zelené zdi.

Intenzivní zelené zdi jsou tvořeny souborem jednotlivých pěstebních buněk integrovaných v architektonickém řešení budovy. Jednotlivé buňky bývají osázeny vhodnou skladbou vegetace (zejména travami) a vyžadují pravidelnou péči včetně zavlažování, pletí a hnojení. Oproti ostatním typům zelených zdí se liší zejména způsobem osazení rostlin.

Zatímco intenzivní zelené zdi využívají pěstebních buněk, extenzivní zelené zdi využívají stávající struktury pouze jako podpůrný prvek pro růst popínavých rostlin (např. zdi porostlé břečťanem), lze je tedy uplatnit na již existujících strukturách. Specifickým subtypem jsou semi-intenzivní zelené zdi, které lze pomocí drobných úprav zřídit na stávajících strukturách. Příkladem je popínavá rostlina obrůstající původní zeď nově vybavenou podpůrným systémem (např. sítí, po které se může rostlina – typicky vinná réva – pnout). Volně stojící zelené zdi oproti výše uvedeným typům nevyžadují žádný podpůrný systém. Jedná se tedy například o živé ploty.

Užitky plynoucí z realizace opatření

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

Požadavky na realizaci opatření

Intenzivní zelené zdi jsou, vzhledem ke specifickým požadavkům na stavebně-technologické řešení (pěstební buňky), realizovány zpravidla při nové výstavbě, případně komplexních rekonstrukcích. Jedná se o opatření, které je žádoucí kombinovat s dalšími opatřeními. Vhodná je například kombinace intenzivní zelené zdi a opatření na sběr dešťové vody, která v období sucha může být využita k závlaze vegetace zelené zdi.

Náklady na realizaci a údržbu opatření

Výše nákladů je závislá na rozsahu realizace zelené stěny, výšce budovy a zdroji vody pro zajištění závlahy. Investiční náklady se pohybují mezi 12-20 tis. Kč/m2 zelené stěny. V praxi se lze setkat s různými typy systémů. Liší se např. v tom, jakým způsobem jsou rostliny ve zdi umístěny. Jedná se buď o systém speciálních plastových květináčů, kde je každá rostlina ve vlastním kontejneru, ty se pak v případě potřeby dají jednoduše vyměnit a jsou mezi sebou propojeny soustavou trubek. Alternativně se jedná o konstrukci, která je buď kaskádovitá, nebo členěná do menších segmentů, v kterých jsou v substrátu rostliny vysázeny. Udávaná výše investičních nákladů zahrnuje jak konstrukci, tak případné květináče, substrát, rostliny a zavlažovací systém.

Provozní náklady se skládají ze dvou hlavních položek. Jedná se o provozní náklady spojené se závlahou a hnojením a dále náklady na údržbu zeleně (prostříhání, výměna rostlin apod.).

Obvykle se počítá s 0,1 l vody/m2/den. Náklady na údržbu samotné zeleně se pak pohybují mezi 100-200 Kč/m2/rok v závislosti na dostupnosti zelené stěny.

Popis užitků plynoucích z realizace opatření

Užitky opatření z hlediska ekosystémových služeb

Intenzivní zelené zdi poskytují z hlediska ekosystémových služeb celou řadu užitků, které mají vliv na kvalitu života ve městech. Hlavní užitky přináší tzv. regulačníkulturní ekosystémové služby. Mezi regulační služby poskytované intenzivními zelenými zdmi je řazena: (i) regulace teploty a mikroklimatu (snižování teploty prostředí výparem vody vegetací; snižování efektu tepelného ostrova města); (ii) regulace kvality ovzduší (především regulace prašnosti prostřednictvím vegetace (PM10; PM2,5)); (iii) protihluková funkce (snížení hluku uvnitř budovy až o 40 dB ve srovnání s jiným typem zdi); a (iv) tvorba lokálního biotopu a podpora biodiverzity. Intenzivní zelené zdi dále mohou ukládat uhlík (význam z hlediska mitigace změny klimatu), produkovat biomasu a plodiny. V rámci kulturních služeb pak lze identifikovat estetické přínosy těchto opatření.

Další užitky a úspory

Důležitým užitkem intenzivních zelených zdí je snížení spotřeby energie (úspory za chlazení v létě a v omezené míře rovněž za vytápění v zimě) a nárůst hodnoty nemovitosti.

Kvantitativní (biofyzikální) hodnoty vybraných užitků:

Užitek Způsob vyjádření užitku Minimální hodnota Maximální hodnota Zdroj
Regulace teploty a mikroklimatu Pokles teploty uvnitř budovy 1,7°C Buchin et al., 2016
% redukce fyziologicky ekvivalentní teploty (PET*) v okolí zelené zdi 5 % 10 % Zölch et al., 2016
Redukce teploty vnějšího povrchu zdi 1,9°C 8,3°C Eumorfopoulou & Kontoleon, 2009
Redukce teploty vnitřního povrchu zdi 0,4°C 1,6°C Eumorfopoulou & Kontoleon, 2009
Pokles teplotních výkyvů zdi během dne z 10°C na 5°C z 60°C na 30°C Greater London Authority, 2008
Regulace kvality ovzduší % redukce koncentrací vybraných polutantů NO2: 40 %

PM10: 60 %

Pugh et al., 2012
Protihluková funkce Redukce hluku** 5 dB 40 dB Özgür & Elif, 2013
Úspora energií % snížení nákladů na klimatizaci (oblasti teplého a mírného klimatu) 5 % 50 % Peréz et al., 2014
Tepelně-izolační funkce

% pokles tepelného toku během zimy (případová studie Vídeň)

50 % UHI, 2014

* PET – fyziologicky ekvivalentní teplota - uvažuje celkový účinek teploty vzduchu, rychlosti větru, vlhkosti vzduchu a toků radiace na vnímání tepelného komfortu člověkem. Jde o komplexní působení okolí na člověka, tato teplota může nabývat hodnot jak vyšších (především v létě), tak i nižších (naopak v zimě) než je právě teplota vzduchu.

** - redukce hluku je z velké části ovlivněna mocností substrátu, hodnota 40dB je vztažena k 12 cm substrátu (https://livingroofs.org)

Bariéry a omezení realizace opatření

  • Památková ochrana budov nebo dané části města a další omezení plynoucí ze stavebních předpisů obce;
  • počáteční investiční náklady na realizaci (záleží na zvoleném typu, dlouhodobá investice);
  • nutnost zajištění zavlažování vegetace (vhodné kombinovat s opatřením na sběr dešťové vody), pletí, hnojení a případné další údržby.

Ilustrační příklad opatření

Ilustrační příklad opatření: Fasáda kancelářského komplexu Butterfly, Praha – Karlín (Architekt budovy David Chisholm – CMC  Architects, zhotovitel zelené stěny: Němec s.r.o.)

Intenzivní zelená stěna vznikla v roce 2017 v rámci výstavby moderní kancelářského komplexu Butterfly na hranici mezi obchodní a rezidenční čtvrtí v Praze 8 – Karlíně. Celá budova cílí na získání BREEAM Excellent certifikace a je tedy kladen důraz především na vysoký standard kvality budovy, nízkou energetickou náročnost a vysokou úroveň vnitřního prostředí. Zelená fasáda díky svým vlastnostem a užitkům, které poskytuje, přispívá k dosažení této certifikace. Díky intenzivní zelené stěně se objekt nepřehřívá a snižují se tak nároky na klimatizování a vytápění budovy. Díky odparu rostlin se snižuje prašnost a zlepšuje se místní mikroklima v okolí budovy. Fasáda se skládá z jednotlivých tzv. vertikálních zahrad, které jsou tvořeny umělohmotnými květináči napojenými na závlahový a hnojící systém s vlastní strojovnou. Těchto zelených panelů je na budově 624 s přibližně 60 000 rostlinami a celá zelená stěna pokrývá plochu o rozloze přibližně 1 500 m2. Každý panel obsahuje směs přibližně deseti druhů rostlin tak, aby byla fasáda celoročně zelená.

Investiční náklady na 1 m2 intenzivní zelené stěny jsou ve výši 13 tis. Kč. Celkové investiční náklady vyšly na 19,5 mil. Kč. V této ceně jsou zahrnuty veškeré náklady související s plastovými nádobami, substrátem, závlahovým a hnojícím systémem a samotnými rostlinami včetně instalace na budovu.

Intenzivní zelená stěna vyžaduje pravidelnou zálivku o objemu 0,1 l/m2/den. Dále je substrát pravidelně přihnojován. Nezbytné je počítat i s péčí o samotné rostliny v podobě zastřihování a případné výměny rostlin. Náklady na péči o rostliny vychází na 200 Kč/m2/rok.

V rámci ekonomického zhodnocení došlo k vyčíslení užitků spojených s regulací kvality ovzduší, redukcí hluku, ukládání uhlíku a úsporami energie. Úspory energie se váží k úsporám vytápění v zimě a klimatizaci prostoru v létě díky zvýšení tepelné izolace budovy. Redukce emisí látek z ovzduší a redukce hluku jsou započítány jako úspory nákladů na realizaci substitučních opatření. Dále byl vyčíslen nárůst hodnoty nemovitosti ve formě vyšší úrovně nájemného.

Výše popsané kategorie užitků a nákladů byly pomocí metody cost-benefit analýzy vyjádřeny v podobě čisté současné hodnoty. Současná čistá hodnota byla vyjádřena v časovém horizontu 25 a 50 let od realizace zelených stěn. Dále byla stanovena společenská návratnost investice. Hodnoty čistého současného společenského užitku jsou zachyceny v následující tabulce. Při hodnocení realizovaného projektu je za prvních 25 let dosahováno čistého společenského užitku ve výši 105,7 mil. Kč, za dobu 50 let je generován čistý společenský užitek ve výši 152,2 mil. Kč.

Časový horizont Kumulativní současná hodnota NÁKLADŮ Kumulativní současná hodnota společenských UŽITKŮ Čistá současná hodnota společenských užitků v daném horizontu
25 let 23 516 048 Kč 129 224 666 Kč 105 708 618 Kč
50 let 25 303 873 Kč 177 536 700 Kč 152 232 827 Kč

Náklady na realizaci zelené stěny ve formě panelů se vrátí v podobě společenských užitků během prvních 3 let. Krátká doba návratnosti je dána především díky zvýšení hodnoty nemovitosti (projeví se na vyšší úrovni nájemného), očekávaným úsporám nákladů na topení a chlazení oproti běžným budovám a užitkům spojeným s redukcí hluku. S ohledem na nejistoty byla provedena citlivostní analýza pro různé hodnoty diskontní míry. Vlivem vysokých ročních užitků neměla výše diskontní míry vliv na návratnost investice. Ta je tedy shodná pro všechny 3 scénáře.

Scénář (diskontní míra) Návratnost v letech
Základní (4 %) 3
Optimistický (2 %)
Pesimistický (6 %)

 

Zdroje

Fotografie - intenzivní zelená zeď, expo Milán; autor: Eliška K. Lorencová.


Buchin, O., Hoelscher, M.-T., Meier, F., Nehls, T., Ziegler, F. (2016): Evaluation of the health-risk reduction potential of countermeasures to urban heat islands. Energy and Buildings, 114: 27-37.

Eumorfopoulou, E.A., Kontoleon, K.J. (2009): Experimental approach to the contribution of plant-covered walls to the thermal behaviour of building envelopes. Building and Environment, 44: 1024–1038.

Greater London Authority (2008): Living roofs and walls: Technical Report. GLA, ISBN 978 1 84781 132 5

Özgür, B.T., Elif, K. (2013): Vertical Gardens. In: Advances in Landscape Architecture. INTECH, Chapter 22, ISBN 978-953-51-1167-2

Peréz, G., Coma, J., Martorell, I., Cabeza, L.F. (2014): Vertical Greenery Systems (VGS) for energy saving in buildings: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 39: 139-165.

Pugh, T.A.M., MacKanzie, A.R., Whyatt, J.D., Hewitt, C.N. (2012): Effectiveness of Green Infrastructure for Improvement of Air Quality in Urban Street Canyons. Environmental science & technology, 46(14): 7692-7699.

UHI (2014): Urban Heat Island – Strategy plan Vienna. EU European Regional Development Fund, presentation at final conference.

Zölch, T., Maderspacher, J., Wamsler, Ch., Pauleit, S. (2016): Using green infrastructure for urban climate-proofing: An evaluation of heat mitigation measures at the micro-scale. Urban Forestry & Urban Greening, 20: 305–316.

Podobná opatření