Hledat
Mapa cennemovitostí v ČR
estav.tvnový videoportál
Všechna témata

Střecha s vegetací. Jak rostliny chrání dům před horkem a kolik zadrží vody? Vědci to změřili

Zelené střechy jsou velmi atraktivním prvkem moderní architektury, ale zároveň mají pro budovy a jejich obyvatele i mnoho nesporných pozitivních přínosů. Na Stavební fakultě Žilinské univerzity se rozhodli tyto vlastnosti prověřit v praxi. V rámci experimentu na vzorcích skladeb různých výrobců se zaměřili především na měření teplot a retenci dešťové vody u extenzivních vegetačních střech. Jak měření dopadlo?
Zdroj: Adobestock – Kristian

Hlavní přínosy vegetačních střech:

  • ochrana povlakové krytiny, především odstraněním dvou degradačních faktorů – UV záření a teplotních výkyvů
  • zmírnění letního přehřívání
  • retence vody a následné odpařování
  • zachytávání prachových částic
  • zmírnění zpětného sálání akumulovaného tepla
  • protipožární ochrana
  • lepší mikroklima, nižší teplota střechy výhodná pro funkci fotovoltaiky v létě

Extenzivní vegetační střecha

Nejjednodušším typem vegetačních střech jsou extenzivní vegetační střechy. Jednotlivé systémové skladby, které nabízí zpravidla výrobci povlakových krytin anebo tepelných izolací, jsou maximálně zjednodušené. V některých případech ani neobsahují substrát, resp. je nahrazený materiálem zachytávající vodu (např. minerální vlnou).

Jako vegetační vrstva se nejčastěji používá předpěstovaný koberec se suchomilnými rostlinami, rozchodníky různých druhů. Většinou mají posunuté vegetační období, aby rostliny kvetly delší období a střecha byla barevnější. Tyto střechy vyžadují minimální údržbu (doporučuje se min. 2× ročně, stejně jako u klasických plochých střech). Většina výrobců doporučuje také dvakrát ročně hnojit.

Výhodou extenzivních střech je jejich nízká plošná hmotnost (v nasyceném stavu 95 až 120 kg/m2). Samozřejmě vzhledem k jejich omezené hloubce mají i negativa – nižší retenci vody, omezený rozsah použitých druhů vegetace a rostlin a také tepelněizolační schopnosti. Pro zlepšení jejich funkčnosti v letním období je u některých výrobců možnost doplnění o tzv. kapkovou závlahu, která zlepšuje v době letního horka možnost odpařování vody a zabezpečuje stabilnější prostředí pro použité rostliny.

Běžně se automatizovaná závlaha používala převážně u střech s využitím trávníku, kde je navíc také vyžadovaná údržba kosením. Množství závlahové vody může být nastavené automaticky podle měření aktuální vlhkosti v substrátu.

Obr. 1 – Pohled na vzorky vegetačních střech 12/2021 (každý 1,8 × 1,85 m). Spodní řada pro měření teplot, horní řada pro měření vodního režimu. Vzorek se štěrkem vlevo (1,2 × 1,2 m)

Experiment: Realizace a měření

V rámci experimentu byly na stávající střeše univerzity zhotoveny vzorky vegetačních střech o rozměrech 1,8 x 1,85 m s pěti systémovými skladbami a jednou modifikovanou skladbou se zlepšenými vlastnostmi dodatečné vrstvy. Všechny vzorky byly kvůli možnosti měření retence dešťové vody vyhotoveny ve dvou kusech. Zároveň se měřily a porovnávaly i rozdíly u vegetačních střech a střechy s mechanicky kotvenou povlakovou krytinou na bázi mPVC světlé barvy.

S realizací zkušebních skladeb se začalo v průběhu roku 2020, jako první byla zhotovena lehká vegetační střecha STERED, jako další vzorky od firem Knauf a ICOPAL. V létě 2021 byla doplněna skladba od Isoveru a na podzim skladba s deskami Stered a klasickým substrátem. Nakonec byl přidaný menší vzorek se štěrkem, který má na rozdíl od čisté povlakové krytiny větší schopnost akumulace tepla v letním období a následně zpětného sálání v noci.

Schéma měřených pozic ve vzorcích realizovaných přímo na původní povlakové krytině je na Obr. 2. Teploty byly měřené také ve skladbách, které jsou primárně na retenci vody, v tomto případě se chovají podobně jako střecha typu DUO.

Obr. 2 Skladby použitých střech. Snímače použité v tomto porovnání jsou označené barevně

Kolísání teplot na vegetační střeše

Výsledky měření teplot u extenzivní střechy v porovnání se střechou bez vegetace bylo provedené pro vybrané dny v průběhu roku – během teplého jarního dne, v letní den s mokrou i suchou skladbou, pro zimní den bez i se sněhovou přikrývkou. Kalibrační měření bylo provedeno na začátku října.

Obr. 3 a,b,c,d Vzorky střechy Knauf Urbanscape, změna vzhledu v průběhu roku: říjen 2020 hned po realizaci skladby, prosinec, leden, květen, červen a srpen 2021

V zimním období se u střechy bez sněhové přikrývky vystavené silnému mrazu (−12,8 °C) ukazuje jasný benefit vegetačního souvrství, které působí jako ochranná vrstva. Působení dlouhovlnného záření sáláním jasné noční oblohy dochází u střechy bez ochranné vrstvy k výrazně nižší teplotě, než je teplota vzduchu (−19,5 °C). Použití vegetační střechy má tedy pozitivní přínos v zabránění vysokému teplotnímu výkyvu, snižuje maximální zápornou teplotu a také zabraňuje podchlazení povrchu, což snižuje tepelnou ztrátu přechodem tepla. Takovéto výrazné podchlazení je pozorovatelné zejména u výrazně zateplených konstrukcí a při použití tepelněizolačních materiálů s nízkou tepelnou akumulací.

Naopak v průběhu zimního dne se sněhovou pokrývkou (80 cm prachového sněhu) se ukázalo, že sníh působí jako ochranná vrstva a významně ovlivňuje teplotu krytiny obyčejné střechy. Jeho vliv na vegetačních střechách je velmi malý, průběhy teplot byly stálé bez viditelných výkyvů. V průběhu jara začalo postupně docházet ke stále vyšším denním výkyvům u střechy bezvegetační i vegetační. Krytina obyčejné střechy dosahovala samozřejmě o mnoho vyšších teplot, ovlivněných přímým slunečním zářením.

V letní den se rozdíl mezi maximem teploty vegetace a teploty na povlakové krytině pohyboval mezi 5–7 °C s fázovým posunem 3–4 h. Teplotní výkyv byl řádově nižší než u bezvegetační střechy v závislosti na obsahu vody ve skladbě. U suché skladby se v analyzovaném dni rozdíl mezi nejnižší noční teplotou a nejvyšší denní teplotou pohyboval okolo 15 °C, u povlakové krytiny dosáhl téměř 60 °C. Velký vliv na výsledky měření teplot má aktuální obsah vody v daném vegetačním souvrství. Čím je obsah vody nižší, tím je i nižší efektivita, protože vlhké vrstvy povrch ochlazují.

Kolik vody odteče z vegetační střechy

Měření retence dešťové vody bylo provedeno z průběhu jednoho deštivého dne. V podvečer 25. července došlo k intenzivnímu dešti s úhrnem srážek větším než 30 mm. Výsledky ukázaly podstatný přínos – skladba dokáže zadržet velké procento dešťové vody a filtrací přes jednotlivé vrstvy podstatně snížit rychlost odtoku ze střechy, což může mít pozitivní vliv na možné zahlcení kanalizační sítě v kontextu stále častějších přívalových dešťů, střídaných s obdobími bez srážek. Zkušební vzorky redukovaly odtok vody v rozpětí 77–83 %. Je však třeba brát v úvahu nedokonalý odtok u zkušebních vzorků, při nižších úhrnech v rámci léta dokázaly skladby většinou absorbovat všechnu dešťovou vodu.

Vegetace na střeše má významný vliv na kolísání teplot i zadržování vody

Výsledky z měření v průběhu roku ukazují výrazný vliv vegetační střechy jak na teplotu, tak na zadržování vody. V zimním období vegetační souvrství snižuje ochlazování povrchu a tím i tepelnou ztrátu prostupem tepla. Souvrství, i přesto že je mokré/vlhké/zamrznuté s vysokým součinitelem tepelné vodivosti, přispívá ke zlepšení tepelněizolačních vlastností především eliminací ochlazování vnějšího povrchu. U běžné střechy tuto funkci může plnit sníh, ale v dnešní době je jeho výskyt a délka trvání povětšinou krátká. Také se jeho vlastnosti výrazně mění s druhem sněhu. Měření srážek s vyšším úhrnem ukazuje na to, že zadržování vody funguje a následně se zlepšuje i chladící vliv. Skladba dokáže zadržet podstatnou část vody z běžného deště (75 %) a zadržet vodu filtrováním v rozpětí přibližně dvou hodin. Vše však závisí na délce trvání srážek a jejich opakování.

Sdílet / hodnotit tento článek

Přečtěte si více k tématu Ploché střechy

Zdroj: Fotolia.com

Navštívili jsme veletrhy For Pasiv a Střechy Praha

Zájemci o tepelná čerpadla, fotovoltaiku, úspory energie a pasivní domy mohli do soboty 11. 2. navštívit veletrhy For Pasiv, Střechy Praha a další souběžné veletrhy v pražských Letňanech. Průřez nabídek ze stánků firem nabízíme i v naší reportáži.

Zdroj: Nicoll

Podtlakové odvodnění ploché střechy

Podtlakové systémy se používají pro odvádění dešťových vod z objektů, které mají dostatečnou výšku a dostatečnou odvodňovanou plochu. Bez dodržení těchto podmínek podtlakový systém nemůže fungovat. Střešní vtoky jsou řešeny tak, že se zcela zaplní vodou a při proudění vody se v potrubí vytvoří podtlak (princip…

Zdroj: Fotolia.com - thongchai

Systém dešťové kanalizace. Jak odvádět vodu ze střech

Dešťová kanalizace je částí vnitřní kanalizace, sloužící k odvádění srážkových vod především ze střech a zpevněných ploch v objektu. Zahrnuje trubky, tvarovky, příslušenství (např. vpusti) a drobné objekty (např. revizní šachty). Do odpadního potrubí dešťové kanalizace nesmí být napojeno připojovací potrubí od…