V letošním roce se uskutečnily v rámci projektu Ekocentra Koniklec Počítáme s vodou dvě exkurze za příklady dobré praxe hospodaření s dešťovou vodou (HDV) do Berlína. Důvodem výběru Berlína bylo, že Německo je průkopníkem přírodě blízkého HDV a modro-zelené infrastruktury. Chtěli jsme navštívit místa s rozsáhlejšími realizacemi, která fungují již řadu let, a vyslechnout zkušenosti s nimi.
První zastávkou byla modro-zelená rezidenční čtvrť v zálivu jezera Rummelsburg (Obr. 1, Obr. 2), která byla postavena v polovině 90. let na ploše 130 hektarů původní průmyslové oblasti. Je to velmi atraktivní lokalita s dobrou dostupností do centra Berlína. Náš průvodce Dr.-Ing. Harald Sommer z projektové kanceláře Ingenieurgesellschaft Prof. Dr. Sieker se na návrhu systému HDV podílel od samotného začátku. Jedná se o první z velkých oblastí se vsakem dešťové vody ze střech a ulic.
Lokalita se nachází na dobře propustné půdě říční nivy, kterou však vzhledem ke kontaminaci předchozími průmyslovými aktivitami bylo pro účely vsakování nutno vykopat až k hladině podzemní vody (do hloubky cca 3-3,5 m) a nahradit čistou písčitou půdou.
Systém HDV se skládá ze zelených střech na obytných domech, intenzivních zelených střech podzemních garáží, vsakovacích průlehů a vsakovacích průlehů s rýhou. Odvodnění veřejných a soukromých ploch je řešeno odděleně. V lokalitě je i oddílná dešťová kanalizace, avšak prakticky není využívána, protože téměř všechna dešťová voda se vypaří prostřednictvím vegetace nebo vsakuje.
Dešťová voda ze zelených střech domů je odváděna na střešní zahrady podzemních garáží (Obr. 3), kde díky 60 cm substrátu dochází ke značné retenci, a dále trubkami ve stěnách k případnému vsaku (Obr. 4). Cílem bylo využít co nejvíce vody pro zeleň a její mikroklimatickou funkci. Tento způsob odvodnění byl tehdy velmi inovativní, dnes se při nových stavbách využívá již běžně.
Průlehy v bočních ulicích jsou soukromé a některé jsou bohatě dimenzované (Obr. 5), jiné jsou menší a mají bodový nátok (Obr. 6). U hlavních ulic, kde bylo málo místa, bylo nutno malé průlehy doplnit podzemní rýhou, do níž voda z průlehu přepadá a vsakuje se. Rýhy jsou vzájemně propojeny. Průlehy jsou osázeny stromy, kterým se díky dobrému zásobování vodou daří podstatně lépe než stromům v ulicích (Obr. 7). Obavy z průsaku znečištění podél kořenů se nepotvrdily. Některé části průlehů jsou hustě osázeny keři, ty však zmenšují retenční objem (Obr. 8). Ulice se zde kvůli zeleni nesolí.
Část průlehů s rýhou je utěsněna fólií, aby byl možný monitoring odtékajícího znečištění (Obr. 9). Odebírají se vzorky vody i půdy v průlezích. Bylo zjištěno, že veškeré znečištění je zadrženo v prvních 10 cm vrstvy půdy. Vsakovací výkon je stále dobrý.
Na druhém okraji zástavby je dešťová voda z extenzivních zelených střech na domech odváděna do kaskádovité retence na garáži pod dětským hřištěm a na konci vsakována v rýze (Obr. 10).
Ač je zdejší systém HDV starý již 25 let, jedinou změnou, kterou by dnes jeho projektanti udělali, by bylo vysadit ještě více stromů.
Prohlídka pak pokračovala na druhé straně zálivu na poloostrově. Překvapivě jsme viděli i místa, kde, ač zástavba byla novější, tak nebyla zcela v souladu s principy HDV, a značný podíl dešťové vody byl odváděn kanalizací místo vsaku. Harald Sommer kritizoval i štěrkové zahrady, které byly jeden čas velmi populární, ale dnes jsou již v mnoha spolkových zemích zakázány, protože podporují ohřívání území (Obr. 11). Starší sídliště však bylo velmi pěkným příkladem dobré praxe HDV: střechy i komunikace jsou odvodněny do průlehů, napojení do zeleně je viditelné, v této zeleni je i dětské hřiště (Obr. 12, Obr. 13, Obr. 14, Obr. 15).
Druhý den jsme se jeli podívat na Ústav fyziky Humboldtovy univerzity v Adlershofu. Humboldtova univerzita se nachází v bývalé NDR. Do jejího areálu bylo po znovusjednocení značně investováno, aby se univerzita stala konkurenceschopnou. Byly postaveny i nové budovy jako právě Ústav fyziky. Ten je díky své zelené fasádě již zdálky nepřehlédnutelný (Obr. 16). Provázel nás Dipl.-Ing. Marco Schmidt, který se před 20 lety účastnil plánování a stavby systému HDV a zelených fasád v ústavu a následně ho již 18 let monitoruje.
Systém HDV byl navržen tak, aby dešťová voda ze střech byla nejprve akumulována v nádržích ve dvorech (celkový objem 40 m3) a následně čerpána do hybridní nádrže ve sklepě doplňované pitnou vodou a užívána pro závlahu a klimatizaci. V jednom z nádvoří je retenční jezírko pro zbylou dešťovou vodu, která se vypařuje a vsakuje po jeho okrajích a v případě velkých srážek může být čerpána do poldru mimo budovu (Obr. 17).
Vnější fasáda budovy i fasády některých dvorů jsou popnuty rostlinami, které koření v zemi a v truhlících ve vyšších patrech a pnou se po námořnických lanech. Je zde 150 truhlíků se 450 rostlinami 20ti druhů, převažuje vistárie. V přízemí je instalována kapková závlaha, závlaha vyšších pater je řízena plovákem v jednom z truhlíků (truhlíky jsou propojeny trubičkou, takže je všude stejná hladina vody). Pro závlahu měla být používána dešťová voda (stačila by na cca 15 % potřeby) v kombinaci s pitnou vodou. Brzy se však ukázalo, že rostliny hynou, a to bez ohledu na jejich orientaci na světovou stranu či na druh použitého substrátu, se kterým se experimentovalo. Příčinou byl vysoký obsah herbicidů v dešťovém odtoku ze střech, které jsou pokryty asfaltovou lepenkou, do níž jsou herbicidy přidávány, aby se zabránilo prokořenění plevelů. Bylo tedy nutno přejít na závlahu jen pitnou vodou obohacenou 0,1 % hnojiva.
Zelené fasády poskytují kromě stínu i evaporativní chlazení. Účinnost stínění se monitoruje na zelených fasádách i na fasádách s roletami (Obr. 18). Cílem je, aby teplota v budovách v létě byla max. 26 °C; teplota v budovách se zelenými fasádami je 27 °C, kdežto v budovách s roletami 34 °C. Energie potřebná na chlazení budovy se zelenou fasádou je o 50 % nižší ve srovnání s automatickými roletami, zelená fasáda je navíc i mnohem levnější provozně (1 300 EUR/rok na závlahu a stříhání zeleně vs. 16 200 EUR/rok na opravy a údržbu rolet). Rostliny jsou opadavé, aby nebylo nutno v zimě svítit; v létě sice někdy svícení potřebné je, ale energie na něj je zanedbatelná ve srovnání s energií na chlazení.
Dešťová voda měla být používána i na adiabatické chlazení budovy. Principem tohoto způsobu chlazení je, že dešťová voda je rozstřikována na odchozí vzduch a vypařuje se, a protože pro výpar vody je zapotřebí velké množství tepelné energie, tak vzduch je ochlazen. Přes výměník tepla se pak se ochlazuje příchozí vzduch, a to na teplotu 21-22 °C při teplotě venku 30 °C (Obr. 19). Tento způsob chlazení je velmi spolehlivý a účinný (účinnost až 90 %) a cca 100 x levnější než kompresivní chlazení a 160 x levnější než absorpční chlazení. I zde je však používána již jen pitná voda, protože jedno čerpadlo, které je k dispozici, nestačí. Dešťová voda by byla vhodnější, protože by nedocházelo k tvorbě vodního kamene.
Zajímavý je celý areál univerzity. Komunikace a další zpevněné plochy jsou odvodněny do průlehů (Obr. 20)
Další zastávkou byla UFA Fabrik v Tempelhofu. UFA Fabrik je bývalé filmové studio, které bylo v roce 1975 zrušeno, a historická budova byla doporučena k demolici. Skupina mladých nadšenců tehdy viděla příležitost realizovat tam svůj nápad na komunitně orientovaný projekt podporující ekologický způsob života. V červnu 1979 převzali pozemek o rozloze 18 500 m2, a to byl začátek Mezinárodního kulturního centra UFA Fabrik Berlin. Provázel nás Werner Wiartalla, který zde téměř od počátku žije a pracuje a je manažerem ekologických řešení. V jeho osobě se snoubí komunitní život i výzkum a vývoj neotřelých ekologických nápadů.
Téměř všechny budovy v areálu mají zelené střechy, což je 60 000 m2 zeleně umožňující akumulaci a výpar dešťové vody (Obr. 21). Vrstva substrátu má tloušťku cca 10 cm, přičemž na vodorovných střechách byl použit extrudovaný jíl, kdežto na šikmých střechách extrudovaná břidlice, které jsou lehké a jsou schopny akumulovat velké množství vody. Měření ukázalo, že 1 m2 střechy vypaří 10 l vody za den. Je to znát na mikroklimatu, které je zde opravdu příjemné. Na střechách je 63 různých druhů rostlin a na většině z nich též solární panely. Testovaly se zde různé způsoby otáčení panelů, aby měly konstantní výkon (Obr. 22). Zelené střechy zvyšují účinnost solárních panelů o několik procent, protože výpar je ochlazuje. Pod panely byla zjištěna i vyšší diverzita rostlin díky různému zastínění během dne (Obr. 23).
Dešťová voda ze střech a zpevněných cest o celkové ploše přibližně 8 000 m2 odtéká kanalizací do podzemní usazovací nádrže o velikosti 250 m3, v jejíž první komoře dochází k sedimentaci větších částic jako kameny, písek a bahno, přes štěrkovou nornou stěnu pak voda prosakuje či přepadá do druhé komory a je zachyceno plovoucí znečištění jako listí, papír a dřevo. Poté je hrubě předčištěná voda čerpána na rostlinami osázený půdní filtr se substrátem z extrudované břidlice (neboli vertikálně protékaný umělý mokřad) (Obr. 25). Vyčištěná voda je akumulována v nádrži umístěné pod půdním filtrem a tlakový systém ji rozvádí po budově (Obr. 24). Substráty a rostliny zde testovala TU Berlín. Ročně tak lze využít 2 mil. l dešťové vody pro splachování toalet a zavlažování; celá potřeba užitkové vody však pokryta není.
Kromě dešťové vody se v UFA Fabrik využívá solární a větrná energie a veškeré bioodpady se kompostují. K osvětě veřejnosti ohledně ekologických řešení slouží kulturní události, zejména koncerty.
Unikátní systém HDV jsme viděli třetí den exkurze na Postdamer Platz (Postupimské náměstí) (provázel nás opět M. Schmidt). Po znovusjednocení Německa se toto během války zničené náměstí stalo velmi atraktivní lokalitou pro developery a celá oblast byla nově postavena. Požadavek města však byl, aby v nové zástavbě bylo zadrženo 99 % dešťové vody na místě. Tohoto požadavku bylo možno dosáhnout jen kombinací opatření. Zároveň byl kladem velký důraz na městské mikroklima, ekologii i design. Na návrhu systému HDV se podílel Atelier Dreiseitl i technické univerzity. Projekt HDV byl realizován v letech 1994-1998.
Převážně extenzivně byla ozeleněna asi 1/3 z celkové plochy 50 000 m2 střech kolem náměstí. Značná část dešťové vody se zde zadrží a vypaří, což výrazně přispívá ke zlepšení mikroklimatu. Voda, která není spotřebována zelení na střechách, odtéká do pěti podzemních nádrží s celkovým objemem cca 2 600 m3, kde je akumulována a využívána pro závlahu zelených střech, pro splachování v budovách a pro doplňování vody v umělém jezeru. Jezero má plochu cca 12 000 m2, hloubku cca 1,8 m a jeho hladina kolísá v rozmezí 30 cm, čímž vzniká retenční objem 3 000 m3 pro velké deště; extrémní deště jsou regulovaně odváděny potrubím o průměru 40 cm do povrchových vod (Landwehrkanal) při dodržení max. průtoku 3 l (s . ha). Zjednodušené schéma systému HDV je na Obr. 26.
Zajímavá je bilance vody: 85 % průměrného ročního srážkového úhrnu se na střechách a na vodních plochách zadrží, vypaří nebo regulovaně odteče, 15 % je využito pro závlahu a splachování. Dešťová voda stačí na splachování jen asi ze 70 %, ale i tak je ročně ušetřeno asi 20 mil. l pitné vody. Jsou však i roky, kdy výpar je tak intenzivní, že voda v jezeře musí být doplňována pitnou vodou.
Umělé jezero je de facto střechou nad parkovištěm a další infrastrukturou (Obr. 27). Odvážní projektanti vytvořili nový typ vodního útvaru, který nazvali městským jezerem, aby nemusel být oplocen jako retenční nádrže, mohl být vhodně architektonicky zakomponován do veřejného prostoru a byl co nejvíce přístupný lidem (Obr. 28). Jezero je členěno do čtyř funkčně oddělených částí: severní jezero (1070 m²), jezero Piazza před divadlem hudby (716 m²), hlavní jezero (9378 m²) a jižní jezero (1878 m²), mezi nimiž je voda přečerpávána (Obr. 29; Obr. 30).
Vysokou kvalitu vody v jezeře zaručují tři stupně čištění vody: 1. jako první filtr slouží zelené střechy, jejichž substrát neobsahuje organický materiál a je schopen zadržet až 90 % těžkých kovů a živin, 2. druhým stupněm čištění jsou nádrže v budovách s dobou zdržení vody dny až týdny, kde se nečistoty usazují a při dně působí bakteriální kal; zde je odstraněno až 90 % znečištění, 3. třetím stupněm je pak umělý mokřad, na který je voda z nádrží čerpána a protéká jím, a biotopy lemující severní, hlavní a jižní část jezera. Umělý mokřad má plochu 1 200 m2. Složení substrátu a vhodné rostliny byly nejprve testovány v malém na mokřadu v UFA Fabrik. Retence živin je až 95 %. V zimě se mokřad seká a rákosí obsahující živiny se odstraňuje. Určitým problémem je bakteriální kolmatace substrátu, a proto se nyní střídavě využívají 2/3 mokřadu k čištění a 1/3 regeneruje. Kvalita vody v jezeře se pravidelně monitoruje a z hlediska koncentrace fosforu je na oligotrofní úrovni. Voda je krásně průhledná. V případě zvýšeného zákalu způsobeného suspendovanými řasami jsou uvnitř budov i mikrofiltry na jejich odstranění. Jezero je osídleno rozmanitými rostlinnými a živočišnými druhy včetně ryb a vodních ptáků (Obr. 34, Obr. 35). Vysazeni byli také amuři, kterým slouží řasy (zejména nežádoucí Cladophora) jako potrava. Ryby v jezeře požírají i hmyz, takže v okolí žádný není. Jediným problémem se ukázala být brčka z blízkého McDonald’s, která ucpávala čerpadla, a kvůli nimž bylo nutno dodatečně instalovat filtr pro jejich ochranu.
Celé místo působí díky zviditelněné vodě velmi příjemně a esteticky. V blízké budoucnosti má být severní část jezera upravena více přírodě blízkým způsobem a do systému HDV mají být připojeny i ulice.
Exkurze byla velmi podnětná, zajímavé bylo, že všichni naši průvodci byly u představených projektů od samého počátku a stále se podílejí na jejich sledování a vyhodnocování. Všechny projekty se osvědčily, úpravy by byly či budou jen drobné.
Mimochodem, všimli jste si, že na některých fotografiích je tráva podstatně zelenější? Ty pocházejí z květnové exkurze, pak tři týdny téměř nepršelo.
Autorka: doc. Dr. Ing. Ivana Kabelková, garantka projektu Počítáme s vodou
Článek vznikl díky projektu „Počítáme s vodou“ www.pocitamesvodou.cz
