Ako na udržateľné nakladanie s vodou v mestách? Možná aplikácia riešenia v Košiciach

Príspevok analyzuje možnosti adaptácie mestského prostredia na klimatické zmeny prostredníctvom udržateľného hospodárenia s vodou a integrácie vegetačných prvkov na budovách a v ich okolí. Na príklade mesta Košice je hodnotený očakávaný vývoj klimatických podmienok a identifikované možnosti na efektívne zachytávanie a využívanie dažďovej vody. Výsledky poukazujú na význam vegetačných striech a fasád ako nástrojov zvyšovania ekologickej stability urbanizovaného prostredia a prispievania k jeho dlhodobej udržateľnosti.

Adaptácia miest na klimatické zmeny je prioritou rozvoja udržateľných sídiel. Európsky ekologický dohovor (tzv. Green Deal) definuje potrebu zvyšovania energetickej účinnosti budov a efektívneho hospodárenia s vodnými zdrojmi. Dnes takmer každé mestské prostredie čelí problémom ako sú prehrievanie povrchov, nedostatok zelene a nadmerný odtok dažďovej vody.

Vegetačné prvky, ako sú strechy a fasády, predstavujú efektívne riešenie týchto problémov. Okrem estetickej funkcie zlepšujú mikroklímu a podporujú biodiverzitu.

Vegetačné riešenia ako nástroj adaptácie miest

Vegetačné strechy a fasády pomáhajú znižovať prehrievanie budov, podporujú zadržiavanie dažďovej vody a zlepšujú kvalitu ovzdušia. Ich kombinácia s modernými technológiami umožňuje aktívne využívať zachytenú dažďovú vodu.

Snahou tvorby špongiového mesta je vytvoriť taký model mestskej výstavby, ktorý môže zmierniť záplavy, riešiť nedostatok vodných zdrojov a celkovo zlepšiť ekologickú situáciu a biodiverzitu absorbovaním a zachytávaním dažďovej vody a jej následným využívaním.

Vegetačné systémy prispievajú aj k znižovaniu efektu mestského tepelného ostrova a pozitívne ovplyvňujú psychickú pohodu obyvateľov. Zvýšenie podielu zelene v urbanizovaných oblastiach je kľúčovým opatrením na zlepšenie kvality života v mestách a zmiernenie dopadov klimatických zmien. Podľa odporúčaní Hospodárskej komisie OSN pre Európu (UNECE, 2022) by mali byť dodržané nasledovné minimálne štandardy:

• 30 % územia by mali tvoriť koruny stromov, aby sa zabezpečila dostatočná tieniaca kapacita a regulácia mikroklímy,
• 3 stromy by mali byť vysadené pri každom obytnom dome, čím sa podporí biodiverzita a zníži sa efekt mestského tepelného ostrova,
• maximálna vzdialenosť 300 metrov od každej domácnosti k najbližšiemu parku alebo zelenej ploche, aby bol zabezpečený rovnaký prístup všetkých obyvateľov k prírode a rekreácii.

Tieto zásady slúžia ako základ pre plánovanie udržateľných miest, ktoré sú odolné voči klimatickým extrémom a poskytujú kvalitné prostredie na život (Obr. 1).

Obr. 1: Odporúčania 300 – 30 – 3 pre urbanistické plánovanie, podľa UNECE (2022) .

Dopady klimatických zmien na podmienky v Košiciach

Všeobecne naše mestá bojujú s nedostatkom zelene v pomere k počtu obyvateľov. Tento trend spôsobuje mnoho problémov, ale hlavným je ich prehrievanie. Urbanizácia a hustá zástavba vedú k otepľovaniu mestského priestoru, ktorý sa napriek nižším teplotám v nočných hodinách nedokáže sám ochladzovať. Budovy ako také zachytávajú žiarenie, ktoré po celodennom pôsobení slnka spôsobuje udržiavanie teploty. Tento jav definujeme ako fenomén mestského tepelného ostrova s veľkými teplotnými rozdielmi medzi mestami a okolitými oblasťami s menej hustou zástavbou.

V historickom centre Košíc pociťujeme hustú koncentráciu zastavanosti a minimum parkov a alejami. No na zeleň sa zabúdalo aj pri priemyselných a verejných stavbách, neskôr aj pri obytných budovách a štvrtiach. Podľa klimatických modelov sa predpokladá nárast priemernej ročnej teploty v Košiciach o 2–4 °C do konca storočia.

Ročné úhrny zrážok, ukazujú pomalý nárast, no pri zachovaní veľkej premenlivosti. V polovici 21. storočia budú na predpokladanej hodnote okolo 650-700 mm, jeho koncom na cca 750 mm. Zrážkové úhrny sa v letnom období celkovo znížia, no ide o nevýznamný pokles. Vývoj zrážok za roky 2019–2024 ukazuje vysokú variabilitu a potrebu efektívneho hospodárenia s vodou (Tab. 1).

V tabuľke 1 môžeme vidieť percentuálne zastúpenie zrážok za posledné roky. Roky 2019 až 2021 a 2024 sú v ročnom úhrne takmer totožné, je medzi nimi rozdiel len 74,2 mm zrážok ročne. Rok 2023 predstavuje rok výdatnejších zrážok, pričom rok 2022 reprezentuje naopak suchší rok. Zobrazenie rokov v ich vzájomnom porovnaní slúži pre lepšiu predstavu odchýlky v zrážkach za časový horizont 6 posledných rokov.

Tabuľka 1: Úhrn zrážok v rokoch 2019 – 2024, Košice – letisko

Skúsenosti zo zahraničia a legislatívna podpora

Mestá ako Mníchov, Paríž, Amsterdam či Viedeň zaviedli povinnosti budovania vegetačných striech a fasád na nových stavbách. Vytvárajú motivačné politiky, aby sa investorom oplatilo nahrádzať investičné zámery za zlepšenie vnútornej klímy miest. Rovnako aj legislatívne podpora v týchto mestách prispela k vyššej odolnosti voči klimatickým zmenám.

Na Slovensku sa podobné prístupy uplatňujú pomaly a postupne – v Bratislave, Trnave, Prešove a Košiciach sú už zelené prvky podporované územnými plánmi.

Zákony zaoberajúce sa touto problematikou prehľadne uvádza Obr.2.

Obr. 2 Schéma zákonov a nariadení o vodách (archív autoriek)

Obr. 3 Schéma záujmového územia – plochy striech na zachytenie zrážkovej vody a návrh parkovo upravených plôch so zalievaním pomocou akumulovanej dažďovej vody

Sídlisko KVP v Košiciach predstavuje vhodné územie na implementáciu vegetačných a retenčných opatrení. Nový územný plán mesta Košíc navrhuje parky a parkovo upravené plochy na tomto sídlisku vo výmere takmer 33 ha, keďže tu nie je parková zeleň dobudovaná (Obr. 3).

Návrh územného plánu navrhuje riešenie najmä na potrebu znižovania zraniteľnosti a budovania odolnosti na prioritné dopady zmeny klímy, identifikované v Adaptačnom pláne Mesta Košice: vlny horúčav, povrchové záplavy z prívalových zrážok, dlhé obdobia sucha.

Pri výpočte objemu dažďovej vody získanej z povrchu strechy objektu je nutné určiť jednotlivé premenné vystupujúce vo vzorci:

V našej štúdii je odvodňovaná plocha A (spolu všetkých plochých striech) 4 709 m2, priemerná denná intenzita zrážok je 1,79 mm, súčiniteľ odtoku e je 0,7 a súčiniteľ hydraulickej účinnosti η je 0,9. Takto vieme zachytiť približne 5 310 litrov dažďovej vody denne.

Na závlahu predpokladáme množstvo 1 l na m2 [7]. Na vnútroblokovú zeleň potrebujeme 7 569 l, teda podľa výpočtu vieme pokryť viac ako 70 %.

Výsledok poukazuje i na významné ekologické výhody – zachytávanie dažďovej vody významne podporuje zavlažovanie bez spoliehania sa na mestské vodovody. Okrem toho integrácia zelených prvkov prispieva k merateľnému zníženiu teploty okolitého vzduchu, čím sa zmierňuje efekt mestských tepelných ostrovov. Realizácia týchto opatrení by výrazne prispela k zmierneniu prehrievania sídliska a zníženiu zaťaženia kanalizačných sietí.

Tieto prvé výsledky simulácie demonštrujú uskutočniteľnosť implementácie týchto systémov v mestských oblastiach a poskytujú škálovateľný model, ktorý podčiarkuje environmentálne aj ekonomické výhody.

Diskusia

Implementácia vegetačných riešení a udržateľného hospodárenia s vodou je investíciou do ekologickej stability miest. Okrem environmentálnych prínosov prináša aj ekonomické výhody v podobe nižších nákladov na chladenie a údržbu. Úspešná realizácia vyžaduje legislatívnu podporu, technickú odbornosť a osvietenosť samospráv a investorov. Je vhodné mať pripravený zámer alebo projekt a sledovať výzvy, napr. cez Environmentálny fond, Program Slovensko (MIRRI), LIFE, Vodárenské spoločnosti.

Záver

Príklad Košíc ukazuje, že využitie vegetačných prvkov a systémov hospodárenia s dažďovou vodou môže byť kľúčom k trvalo udržateľnému mestskému rozvoju.
Zelené a modré infraštruktúry tvoria základ adaptácie miest na nové klimatické podmienky.

prof. Ing. Zuzana Vranyová, PhD., doc. Ing. Daniela Káposztásová, PhD., SvF TUKE

Poďakovanie

Tento príspevok vznikol v rámci projektov VEGA 1/0492/23 „Transformácia existujúcich budov na trvalo udržateľné budovy – ekologický potenciál“ a KEGA 054TUKE-4/2024 „Škola cirkulárnej ekonomiky, nízkouhlíkových a zelených riešení v stavebníctve“.

Literatúra

[1] Európska komisia. The European Green Deal, 2020.

[2] United Nations (2022) Sustainable Development Goal 11. z 5.1.2022, https://sdgs.un.org/goals/goal11

[3] SHMÚ. Klimatologické posúdenie mesta Košice, 2019.[4] Akčný plán Program obnovy krajiny Košického kraja, 2019.[5] Návrh nového územného plánu mesta Košice, 2024.

[6] STN EN 16941-1 (2024) Systémy na miestne využitie úžitkovej vody. Časť 1: Systémy na použitie zrážkovej vody.