Looduspõhised lahendused koolides: roheline viis hoonete kohandamiseks kliimamuutustega Solana de los Barros, Extremadura (Hispaania)

Solana de los Barros on vald, mis asub Badajozi provintsis, mis kuulub Extremadurasse, mis on üks Hispaania seitsmeteistkümnest autonoomsest piirkonnast.

IPCC välja töötatud ja Extremadura piirkondlikesse kliimamuutuste stsenaariumidesse lisatud kliimamudelite põhjal eeldatakse, et 21.^sajandi lõpuks tõusevad selles piirkonnas nii maksimaalsed kui ka minimaalsed keskmised temperatuurid ligikaudu 4 oC (suure heite stsenaarium – A2). Arvestades, et kõige kuumematel kuudel võib temperatuur ulatuda 35 °C-ni, on väga oluline võtta meetmeid, et võidelda hoonetes kogetava soojuse suurenemise vastu. Lisaks on täheldatud külmade päevade arvu vähenemist ja kuumade päevade arvu suurenemist. Kui see suundumus jätkub, on oodata kuumalainete suurenemist. Sama stsenaariumi kohaselt peaks aastane sademete hulk 21.^sajandi lõpuks veidi vähenema ning lõplik sademete hulk peaks olema praegusest 20 % väiksem.

Eeldatavasti seisavad koolihooned lähikümnenditel silmitsi mitmete probleemidega, mis nõuavad täielikku renoveerimist ja isolatsioonimeetmete paremat kaalumist, et tagada õpilaste ja koolitöötajate tervis ja heaolu.

Kliimamuutuste seisukohast kujutab äravooluvee käitlemine endast lisaprobleemi, mis toob kaasa kanalisatsiooni reovee puhastamise kulude suurenemise ja põhjaveekihtides kättesaadava vee vähenemise.

Koos kliimamuutustega, mida on juba tunnistatud alates aastatuhande ökosüsteemi hindamisest 2011. aastal, on Hispaania viimase 50 aasta jooksul läbi teinud kiirendatud ja enneolematu muutuste protsessi, mis on tingitud valitseva majandusarengu mudeli ja sellega seotud elustiili jätkusuutmatusest. Edendatud on drastilisi muutusi maakasutuses, mis on praegu peamine otsene ökosüsteemide seisundi halvenemise ja bioloogilise mitmekesisuse vähenemise põhjustaja riigis.

Rakendatud NbSi üldeesmärk on aidata suurendada Extremadura piirkonnas hariduses kasutatavate hoonete vastupanuvõimet kliimamuutustest tingitud üha sagedasematele soojus- ja veenappuse perioodidele Lõuna-Euroopa riikides, parandades seda liiki hoonetes töötavate üliõpilaste ja töötajate heaolu.

Selle üldeesmärgi saavutamiseks on käesoleval juhtumiuuringul mitu konkreetset eesmärki:

1. NbS-i tundmise parandamine hoone tasandil.
2. NbSi kui kliimamuutustega kohanemise vahendi kulude-tulude analüüs.
3. Juhtimismeetmete edendamine, et parandada rakendatud lahenduste ülekantavust, hõlbustades nende lisamist kohalikesse, piirkondlikesse ja riiklikesse õigusaktidesse.
4. Käesolevas juhtumiuuringus rakendatud ja katsetatud NbSi prototüüpide ülekandmine ja kordamine spetsialiseerunud töötajate suutlikkuse suurendamise algatuste kaudu.

Solana de los Barrose (Badajoz, Extremadura, Hispaania) algkoolis kavandati, rakendati ja katsetati projekti myBUILDINGisGREEN LIFE raames mitut riiklikku tugisüsteemi.

Rakendatud meetmed võib liigitada nelja põhikategooriasse: haljaskatused, haljastatud fassaadid, ventilatsioon ja välisalade arendamine.

Esiteks on koolihoonesse paigaldatud haljaskatused. Rohelised katused on paljutõotav võimalus vähendada hoonete temperatuuri, suurendades samal ajal kohalikku elurikkust, muutes elukeskkonna meeldivamaks ja pakkudes õpilastele otsest õppimiskogemust kliimamuutustega kohanemise kohta.

Piloothoones katsetati kolme liiki haljaskatuseid, milles oli rohkem kui 25 kohalikku taimeliiki. Esimene lahendus oli ulatuslik haljaskatus (mBiGCUVE 1), teine lahendus oli katuse ja taimestiku substraadi vahel asuv siseõhukambriga katus (mBiGCUVE 2). Seda katsetati, et säilitada kõrgem temperatuur, parandades samal ajal niiskustaset ja vähendades seega täiendavat niisutusvajadust. Kolmas lahendus sisaldas jätkusuutlikumat substraati (mBiG-SUS), mis võimaldab paremat vihmavee filtreerimist. Selle substraadi peamine jätkusuutlikkus seisneb selles, et see koosneb ringlussevõetud täitematerjalidest katuse kuivendamiseks. Kaks neist haljaskatustest taaskasutavad liigset vett raskusjõu mõjul, et teha see niisutamiseks kättesaadavaks.

NbSi teine kategooria on rohelised fassaadid. Rakendatud roheliste fassaadide süsteem sisaldab ehitusfassaadidega paralleelsetele ja risti asetsevatele metallkonstruktsioonidele paigaldatud istutussüsteeme. See hõlmab ronimistaimi, mis kaitsevad fassaadi päikesevalguse eest. Samuti on vertikaalne varikatussüsteem mineraalse substraadiga vertikaalse taimestiku kasvuks. See hõlmab hüdropooniliseks niisutamiseks mõeldud taimi, mis sisaldavad süsteemi toitaineid ja võimaldavad nende kasvu mineraalsel substraadil. Hoone sisekoridori on paigaldatud siseruumides vertikaalne aed, kus on palju erinevaid taimeliike, et säilitada piisav niiskustase ja hoida selles ruumis kogenud kõrgeid temperatuure. See süsteem nõuab pidevat hooldust ja pügamist, et vältida seina kukkumist ülekaalu tõttu.

Seejärel lisati hoonesse ventilatsioonisüsteem, mis võimaldas värske õhu ringlemist koolis öö- ja hommikutundidel (9:30-10:00 / 12:30-13:00). Indutseeritud loomulik ventilatsioonisüsteem loodi viie akna automaatse sulgemise ja avamise programmeerimisega. See meede jahutab keskkonda ja vähendab CO2 kontsentratsiooni siseruumides ning soodustab taashapniku teket klassiruumides.

Edasised sekkumised viidi läbi kooli mänguväljakul. Lisaks puude istutamisele loodusliku varjundi saamiseks on rakendatud mitmeid meetmeid, näiteks:

• Taimsed pergolad: see sisaldab metallkonstruktsioonidele paigaldatud istutussüsteemi, mis sarnaneb rohelise fassaadi puhul kirjeldatule, kuid ei ole hoone fassaadidele ankurdatud. See hõlmab lehtpuidust ronimistaimi.
• poorne sillutis: läbilaskvad pinnad, mis parandavad vihmavee infiltratsiooni, vähendades äravoolu kanalisatsioonisüsteemi. Seda tüüpi kõnniteed võimaldavad ka loodusliku taimestiku kasvu.
• Puitkonstruktsioonid puhkealade varjutamiseks: need rajatised asuvad mänguväljakutel, kus õpilaste hõivatuse määr on suur. Need kavandati koostöös piloothoone hariduskogukonnaga.

Piloothoones rakendatud lahenduste mõju mõõtmiseks on välja töötatud seirekava ning teostatud mõõtmised. Kuna NbSi puhul kulub kaua aega, enne kui kõik mõjud muutuvad mõõdetavaks, jätkub seirekava pärast projekti lõppu kuni 2028. aasta kevadeni. See pikaajaline seirekava on lisatud projekti myBUILDINGisGREEN LIFE programmijärgsesse kavasse, mis on kättesaadav projekti veebisaidi tulemuste jaotises. Kehtestati 22 näitajast koosnev raamistik, et mõõta järgmist: a) temperatuuri muutus (sisetemperatuur hoone välispiirete sees ja sees, välistemperatuur ja niiskus ning hinnanguline energia- ja küttesääst); b) veemajandus (hinnanguline sääst, mis on seotud veetarbimisega ja kokkuhoiuga vihmavee majandamisel); c) haljasalade majandamine (taimede ja loomade suurem elurikkus ning taastatud pärismaiste taimeliikide arv, mis sobivad haljasaladele integreerimiseks); d) siseõhu kvaliteet ja müra vähendamine (CO₂ kontsentratsioonitasemed klassiruumides, välismüra vähendamise tasemed ja saastetasemed bioindikaatorite paigaldamise ja nende vaatluskoolituse kaudu); e) linnade taaselustamine (energiatõhusus ja roheala suurenemine (pindala ja protsent)); f) juhtimine ja osalemine (kodanike arusaam linnalisest olemusest, hariduspoliitikate arv ja kliimamuutustega kohanemise strateegilised kavad, mis hõlmavad looduspõhist strateegiat ja avatud osalusprotsesse); g) sotsiaalne ühtekuuluvus (sidusrühmadega sõlmitud kokkulepete arv võimaliku kopeerimistegevuse kohta); h) rahvatervis ja heaolu (õpilaste puudumiste ja õpetajate haiguspuhkuste arvu vähenemine) ning i) majanduslikud võimalused ja tööhõive (loodud töökohtade arv, uute oskuste loomine füüsilisest isikust ettevõtjate ja NbSiga seotud ettevõtetes selles valdkonnas ning koolitöötajate töölt puudumise vähendamine). Lisateavet seirekava kohta leiab projekti myBUILDINGisGREEN LIFE raames loodud veebikoolituse spetsiaalsest videost.

NbSi rakendamist koordineeris kohalik omavalitsus, Badajozi provintsi volikogu, ja seda teostas eraettevõte, kellele projekt anti. Seda toetasid Hispaania riikliku teadusnõukogu (CSIC) eksperdid hoonete tehnilistes küsimustes ning tehaste valimisel ja hooldamisel. Valladolidis (Hispaania) asuv CARTIF Foundation oli üks juhtivaid tehnilisi partnereid NbSi kavandamisel, rakendamisel ja testimisel.

Neid organisatsioone toetasid ehitusprojektidesse kaasatud kohalikud ametiasutused ja koolitöötajad, kelle juures riiklikku tugisüsteemi rakendati. Nad hõlbustasid andmete kogumist elektri-, energia- või veetarbimise, õpilaste ja õpetajate puudumiste jms kohta ning toetasid proovivõtukampaaniaid, järgides CARTIFi ja CSICi ekspertide juhiseid.

Riiklike tugisüsteemide rakendamisel oli vaja algkooli hariduskogukonna aktiivset osalemist, et toetada nende kavandamist, järelevalvesüsteemi rakendamist ja piloothoones korraldatud tegevuste edendamist. Toimusid mõned osalusseminarid õpilaste, nende vanemate ja koolitöötajatega, et kujundada mänguväljakute NbS vastavalt nende tegelikele vajadustele. Selle kooli õpilased osalesid ka mõnes andmekogumisalgatuses praktiliste tundide kaudu, mida juhtisid nende teadusõpetajad. Kasutati võimalusi tutvustada õpilaste perekondadele ja naabritele NbSi tähtsust hoonete kohandamisel kliimamuutustega.

Levitamisürituste hulgas korraldati kolm näitust, et tutvustada rakendatud lahendusi hariduskogukonnale ja ümbruskonna elanikele. Nendel üritustel osales ligi 100 inimest. Korraldati ka konverents Badajozis, kongress Madridis ja kaks veebipõhist ümarlauda, kus osales kokku üle 400 inimese. Lisaks avaldati eri meediakanalites üle 100 uudise ning vahetati teavet erinevate kliimamuutustega kohanemist käsitlevate teadmusplatvormidega nii riiklikul kui ka rahvusvahelisel tasandil.

Lisaks korraldati kaks näost näkku kursust roheliste katuste ja roheliste fassaadide teemal ning veebikursus NbSi rakendamisel saadud kogemuste kohta koolis, kus osales kokku üle 250 inimese.

Kohanemismeetmete edukust soodustasid projektipartnerite ja koolikogukonna vahel loodud viljakas koostöö. See koostöökeskkond võimaldas välja töötada kohandatud lahendusi, mis vastasid õpilaste ja koolitöötajate tegelikele vajadustele. See võimaldas koguda ka andmeid, mis olid kasulikud kohanemistulemuste jälgimiseks. Valitud meetmete nõuetekohaseks kavandamiseks ja järelevalveks oli väga oluline ka projektipartnerite koosseis, mis koondas erinevaid oskusi ja eksperditeadmisi. Eduteguriks oli ka julgustavate tulemustega järelevalveprogramm. Neid saab kasutada testitud lahenduste kordamiseks teistes koolides ja hoonetes.

Väljatöötatud ja katsetatud lahenduste ülekantavuse potentsiaali uurimisse olid kaasatud paljud kohalikud, piirkondlikud ja riiklikud ametiasutused. Need institutsioonid andsid nõu mitmes põhiaspektis, näiteks: i) lisada NbS linnade riikliku tehnilise ehitusseadustiku ehituslahenduste kataloogi, ii) töötada välja munitsipaal- ja piirkondlikud eeskirjad ja maksusoodustused, et soodustada seda liiki lahenduste kasutamist, ning iii) leida viise, kuidas sertifitseerida NbSiga hooneid hoonete kestlikkusstandardite alusel. Pärast konsultatsiooniprotsessi allkirjastati huvide deklaratsioonid kaheksa Badajozi provintsi (Hispaania) omavalitsusega, et edendada NbSi kasutamist kliimamuutustega kohanemiseks nende omavalitsuste üldkasutatavates hoonetes. Hispaania transpordi-, liikuvus- ja linnade tegevuskava ministeeriumilt saadi toetuskiri, milles kinnitati huvi projekti vastu ja pakuti nõu projekti NbS tulevaseks lisamiseks tehnilisse ehitusseadustikku.

Sellest renoveeritud koolihoonest on saanud Extremadura piirkonnas viide jätkusuutlikule ehitusele, mida tuleb tulevikus järgida. Huvi selle säilitamise vastu (mida pakuvad Badajozi provintsinõukogu ja Solana de los Barrose omavalitsus) on väga suur.

Samal ajal esines ka tõkkeid, mis lükkasid edasi mõned kavandatud ülesanded ja tingisid vajaduse otsida alternatiivseid lahendusi, et jätkata projekti elluviimist. Mõned neist tõketest (vajadus väga spetsiifilise tehnilise suutlikkuse järele) võivad takistada ülekantavuse potentsiaali. Peamised piiravad tegurid on kokku võetud allpool.

• Meetmeid rakendada suutvate ehitusettevõtjate piiratud kohalik kättesaadavus. Selle probleemi lahendamiseks määrati riiklikul tasandil kindlaks spetsialiseerunud äriühingud. Oluline on ehitusprojekti korrektne koostamine. Mida suurem on üksikasjalikkuse tase, seda edukam on projekt. Tööde spetsialiseerumine (rohelised katused, NbS varjutussüsteemid) nõuab eelnevat turu-uuringut projekti koostamise ajal. Valdkonna spetsialistidega ühendust võttes on võimalik saada rakendamise eeltingimused ja eelarved, mis tuleb koos ülejäänud vajaliku tööga projekti üle kanda. Sellega välditakse ettenägematuid rakendamisprobleeme või turuväliseid eelarveid ja võimalikke riigihankeid, mida ei pruugita sõlmida.
• Hooldusteenuste ebatäpne ajakava. NbS-i säilitamiseks on vajalik nende seisundi pidev jälgimine, eriti kuumadel perioodidel, et tagada niisutamine ja vee kättesaadavus.
• Konfliktid töövõtjate vahel seoses niisutussüsteemi käitamisega ja tehniliste oskuste puudumine selle optimaalseks kasutamiseks. Seda liiki toimingutele spetsialiseerunud äriühinguid oli vaja otsida riiklikul tasandil ja korraldada avalikud pakkumismenetlused asjakohasel viisil.
• Mõned NbSis kasutamiseks valitud liigid osutusid nendes keskkonnatingimustes ellujäämiseks halvasti sobivaks. Projekti käigus asendati mõned neist taimeliikidest muude liikidega provintsi puukoolidest või välislepingute alusel.
• Puuduvad mõned olulised andmed, et nõuetekohaselt hinnata mõningaid kohanemistulemusi. Hoones puudusid veearvestid veetarbimise mõõtmiseks enne ja pärast NbSi rakendamist.
• Varjutatud taimeruumide (uued viinapuud) aeglane ja ebapiisav kasv. NbS võib võtta kaua aega, enne kui nende tulemused on mõõdetavad. Kuninglik botaanikaaed (RJB-CSIC), mis on Badajozi provintsinõukogu erinõustamisteenus, on käsitlenud teatavate liikide (viinapuu lehter) aeglase kasvuga seotud konkreetseid probleeme.
• Mõnede NbS-i kõrged kulud. Labori tasandil on välja töötatud fotokatalüütilise aktiivsusega läbilaskev kõnnitee, kuid seda ei ole koolis rakendatud peamiselt kulude tõttu.

Koolihoones rakendatavast NbSist on palju kasu, mis viitab sellele, et seda tüüpi lahendused võivad olla osa terviklikust vastusest mitmele väljakutsele. Kasu hõlmab elektri- ja veetarbimise kokkuhoidu, kohaliku elurikkuse suurenemist, roheliste koridoride loomist tolmeldajatele ja hoone esteetika parandamist. Kohalike liikide kasutamine hoonete keskkonnahoidlikuks muutmiseks hoiab ära ka invasiivsete võõrliikide leviku.

Lisaks pakub NbS õpilaste hariduse jaoks elusmaterjale ning eeldatavasti parandab see õpilaste keskendumisvõimet ja õpitulemusi, koolitöötajate heaolu ja klassiruumide akustilist isoleeritust. Mõnda neist eelistest saab mõõta alles mõne aasta pärast ja need ei ole alati rahas mõõdetavad, kuigi nende väärtus on vaieldamatu.

2023. aasta lõpuks (umbes kaks aastat pärast rakendamist) näitavad järelevalvetegevuse esimesed tulemused siiski järgmisi tulemusi:

• Katsehoone haljasala pindala suurendamine 1 991,20 m2 võrra ja läbilaskva sillutise pindala suurendamine 451,70 m2 võrra.
• Haljaskatustega pindade keskmine temperatuur on 5,4 °C madalam kui ilma taimestikuta pindadel.
• Temperatuuri alandamine klassiruumides alla 27 °C (soovitatav siseruumide soojusmugavuse väärtus) septembris pärast NbSi paigaldamist. Kõige soojematel kuudel juunis, juulis ja augustis seda eesmärki ei saavutatud, kuid temperatuur on võrreldes eelmise olukorraga langenud. Soovitud vähenemine saavutatakse eeldatavasti lähiaastatel, kui taimestiku areng on optimaalne.
• Vihmavee äravoolu tõttu kao vähendamine keskmiselt 13 %-lt (ilma sekkumiseta) 3 %-le hoones, kus on rakendatud lahendused.
• Renoveeritud hoones on võrreldes varasema olukorraga suurenenud 77 loomaliigi (peamiselt lendavad putukad, kärbsed, sääsed ja Hymenoptera) arvukus ning koloniseeritud on veel 16 kohalikku taimeliiki. Bioloogilise mitmekesisuse andmed on veelgi positiivsemad pärast seda, kui looduspõhiste lahendustega loodud ökosüsteemid on aastaid küpsenud.

Kuludest moodustavad kõige suurema osa prototüüpide paigaldamiseks vajalikud materjalid ning riikliku bülletääni väljatöötamise, rakendamise, järelevalve ja levitamise eri etappides osalevate töötajate kulud.

Lahenduse rakendamise esialgsed kulud ruutmeetri kohta (m2)on järgmised: 130.40-301.83 €/m² haljaskatustele, 88.59-105.51 €/m² haljasfassaadidele, 54.29 €/m² kuivendavatele kõnniteedele, 2862.04 €/m² automaatakendele, 252.71 €/m² köögiviljapergolale ja umbes 400 €/m² puude istutamisele (sõltuvalt istutatavast liigist). Tehti mõned hoolduskulude ligikaudsed prognoosid, mis lisati LIFE-järgsesse kavasse (projekti veebisaiditulemuste jaotis).

Peamine õigusraamistik, millega reguleeritakse rohelist taristut Hispaanias, koosneb järgmistest määrustest:

• Hispaania tehniline ehitusseadustik. Just reguleeriva raamistikuga kehtestatakse põhilised kvaliteedinõuded, millele hooned peavad vastama seoses ohutuse ja elamiskõlblikkusega, mis on sätestatud ehitusmääruse 5. novembri 1999. aasta seaduses 38/1999.
• Hispaania rohelise taristu ja ühenduvuse ning ökoloogilise taastamise riiklik strateegia. See jõustus 2021. aasta juulis ja on strateegiline planeerimisdokument, millega reguleeritakse rohelise taristu rakendamist ja arendamist Hispaanias ning luuakse ühtlustatud haldus- ja tehniline raamistik kogu Hispaania territooriumi, sealhulgas riikliku suveräänsuse või jurisdiktsiooni alla kuuluvate vete jaoks.
• Hispaania riiklik kliimamuutustega kohanemise kava (PNACC) 2021–2030. See on peamine planeerimisvahend, millega edendatakse kooskõlastatud tegevust kliimamuutuste mõju vastu Hispaanias. PNACC hõlmab NbS-i kui soovitud võimalusi linnade, linnaplaneerimise ja hoonete jaoks.

Selle projekti rakendamine algas 2019. aastal katsehoone valimisega ja lõppes 2021. aastal riikliku bülletääni rakendamisega valitud koolis. Teabe levitamine, järelevalvetegevus ja tööd NbSi lisamiseks ehitusseadustikku toimusid järgnevatel aastatel ja peaksid kestma kuni 2028. aastani.

Piloothoonet haldavad Badajozi provintsinõukogu ja Solana de los Barrose omavalitsus.  Eeldusel, et NbS on hästi hooldatud, on selle kasulik eluiga hinnanguliselt üle 30 aasta.

Miguel Vega

Royal Botanic Garden (RJB-CSIC)

Calle Claudio Moyano, 2

Madrid 28014, Spain

E-mail: miguel.vega@rjb.csic.es / proyectos_bec@rjb.csic.es

Laymani aruanne - myBUILDINGisGREEN

Projekti väljund C1 – katsehoonete lähteolukorra aruanne

Projekti tulemus C5.2 – ekspertide koosolekute soovituste aruanded (4)

Projekti väljund C5.5 – LIFE-myBUILDINGISGREEN kogemuse kopeeritavuse kava

Projekti väljund C5.6 – rahastamiskava programmi LIFE-myBUILDINGISGREEN kogemuse jäljendatavuse tagamiseks