Prirodna rješenja u školama: zeleni način prilagodbe zgrada klimatskim promjenama u Solana de los Barros, Extremadura (Španjolska)

Solana de los Barros općina je smještena u pokrajini Badajoz, koja pripada Extremaduri, jednoj od sedamnaest autonomnih zajednica Španjolske.

Na temelju klimatskih modela koje je razvio IPCC i koji su uključeni u regionalizirane scenarije klimatskih promjena za Estremaduru očekuje se da će se i maksimalne i minimalne prosječne temperature u toj regiji povećati za približno 4 °C do kraja 21.^stoljeća (scenarij s visokim emisijama – A2). S obzirom na to da u najtoplijim mjesecima temperatura može doseći 35 °C, od velike je važnosti poduzeti mjere za suzbijanje toplinskog povećanja koje se može doživjeti unutar zgrada. Osim toga, primijećeno je smanjenje hladnih dana i povećanje vrućih dana. Ako se taj trend nastavi, može se očekivati povećanje toplinskih valova. S obzirom na isti scenarij, očekuje se da će se godišnja količina padalina blago smanjiti do kraja 21.^stoljeća, a očekuje se da će konačni postotak biti 20 % niži nego što je trenutačno.

Očekuje se da će se školske zgrade u narednim desetljećima suočiti s višestrukim izazovima, što zahtijeva potpunu obnovu i bolje razmatranje izolacijskih mjera kako bi se osiguralo zdravlje i dobrobit učenika i školskog osoblja.

U perspektivi klimatskih promjena, upravljanje oborinskim vodama predstavlja dodatni izazov, što dovodi do povećanja troškova pročišćavanja otpadnih voda za kanalizaciju i smanjenja količine vode dostupne u vodonosnicima.

Uz klimatske promjene, koje su već prepoznate od Milenijske procjene ekosustava iz 2011., Španjolska je tijekom posljednjih 50 godina doživjela ubrzan i dosad nezabilježen proces promjena kao posljedicu neodrživosti prevladavajućeg modela gospodarskog razvoja i s njim povezanog načina života. Promicane su drastične promjene u korištenju zemljišta, koje su trenutačno glavni izravni pokretač pogoršanja ekosustava i gubitka bioraznolikosti u zemlji.

Opći cilj implementiranog NbS-a je doprinijeti povećanju otpornosti zgrada koje se koriste za obrazovanje u regiji Extremadura na sve učestalija razdoblja nestašice topline i vode uzrokovane klimatskim promjenama u zemljama južne Europe, poboljšavajući dobrobit studenata i osoblja koji rade u ovoj vrsti zgrada.

Kako bi se postigao taj opći cilj, ovom se studijom slučaja nastoji ostvariti niz posebnih ciljeva:

1. Poboljšanje znanja o NbS-u na razini zgrade.
2. analiza troškova i koristi prirodnih rješenja kao alata za prilagodbu klimatskim promjenama.
3. Promicanje mjera upravljanja kako bi se poboljšala prenosivost provedenih rješenja olakšavanjem njihova uključivanja u lokalne, regionalne i nacionalne propise.
4. Prijenos i repliciranje prototipova novih rješenja primijenjenih i ispitanih u ovoj studiji slučaja putem inicijativa za izgradnju kapaciteta za specijalizirano osoblje.

U okviru projekta myBUILDINGisGREEN LIFE u osnovnoj školi u Solani de los Barros (Badajoz, Extremadura, Španjolska) osmišljeno je, provedeno i testirano nekoliko novih tehnologija.

Provedene mjere mogu se svrstati u četiri glavne kategorije: zeleni krovovi, zelene fasade, ventilacija i razvoj vanjskih prostora.

Prvo, u školskoj zgradi postavljeni su zeleni krovovi. Zeleni krovovi obećavajuća su opcija za smanjenje temperature u zgradama uz istodobno povećanje lokalne bioraznolikosti, čime se životno okruženje čini ugodnijim i učenicima pruža mogućnost izravnog iskustva učenja o prilagodbi klimatskim promjenama.

U pilot-zgradi testirane su tri vrste zelenih krovova s više od 25 autohtonih biljnih vrsta. Prvo rješenje bio je opsežan zeleni krov (mBiGCUVE 1), dok je drugo rješenje bio krov s unutarnjom zračnom komorom smještenom između krova i vegetacijske podloge (mBiGCUVE 2). Ispitano je kako bi se zadržala viša temperatura, a istovremeno poboljšala razina vlažnosti i time smanjila potreba za pomoćnim navodnjavanjem. Treće rješenje uključivalo je održiviju podlogu (mBiG-SUS) koja omogućuje bolju filtraciju kišnice. Glavna održivost ove podloge leži u činjenici da se sastoji od recikliranih agregata za realizaciju krovne odvodnje. Dva od tih zelenih krovova ponovno koriste višak vode gravitacijom kako bi ga učinili dostupnim za navodnjavanje.

Druga kategorija NbS-a su zelene fasade. Implementirani sustav zelenih fasada uključuje sustav sadilica postavljenih na metalne konstrukcije paralelne i okomite na fasade zgrada. Uključuje biljke za penjanje koje štite fasadu od sunčeve svjetlosti. Tu je i vertikalni sustav tende s mineralnim supstratom za vertikalni rast vegetacije. Uključuje biljke za hidroponsko navodnjavanje koje uključuju hranjive tvari u sustav i omogućuju njihov rast na mineralnoj podlozi. U unutarnjem hodniku zgrade postavljen je unutarnji vertikalni vrt sa širokim rasponom biljnih vrsta kako bi se održala odgovarajuća razina vlažnosti i ograničile visoke temperature koje se doživljavaju u ovoj sobi. Ovaj sustav zahtijeva kontinuirano održavanje i obrezivanje kako bi se izbjegao pad zida zbog prekomjerne težine.

Zatim je u zgradu uključen ventilacijski sustav koji omogućuje cirkulaciju svježeg zraka u školi tijekom noći i jutarnjih sati (9:30-10:00 / 12:30-13:00). Inducirani sustav prirodne ventilacije nastao je programiranjem automatskog zatvaranja i otvaranja pet prozora. Ova mjera hladi okoliš i smanjuje koncentracije CO2 u zatvorenom prostoru te pogoduje ponovnoj oksigenaciji u učionicama.

Daljnje intervencije provedene su na školskom igralištu. Osim sadnje drveća za prirodno sjenčanje, provedeno je nekoliko mjera kao što su:

• Biljna pergola: uključuje sustav za sadnju na metalnim konstrukcijama sličan onome opisanom za zelenu fasadu, ali bez sidrenja na fasadu zgrade. Uključuje listopadne biljke za penjanje.
• Porozno popločavanje: propusne površine koje poboljšavaju infiltraciju kišnice, smanjujući otjecanje u kanalizacijski sustav. Ova vrsta kolnika također omogućuje rast prirodne vegetacije.
• Drvene konstrukcije za sjenčanje rekreacijskih područja: te se strukture nalaze na igralištima s visokom stopom popunjenosti od strane učenika. Projektirani su u suradnji s obrazovnom zajednicom pilot zgrade.

Kako bi se izmjerio učinak rješenja provedenih u pilot zgradi, izrađen je plan praćenja i provedena su mjerenja. Budući da je potrebno mnogo vremena prije nego što svi učinci postanu mjerljivi, program praćenja nastavit će se nakon završetka projekta, do proljeća 2028. Ta dugoročna shema praćenja uključena je u plan za razdoblje nakon programa LIFE projekta myBUILDINGisGREEN LIFE, koji je dostupan u odjeljku o rezultatima na internetskim stranicama projekta. Uspostavljen je okvir od 22 pokazatelja za mjerenje: a) promjena temperature (unutarnja temperatura unutar i u ovojnici zgrade, vanjska temperatura i vlažnost te procijenjene uštede energije i grijanja); upravljanje vodama (procijenjene uštede povezane s potrošnjom vode i uštede u upravljanju kišnicom); c) upravljanje zelenim površinama (povećana biološka raznolikost biljaka i životinja i broj obnovljenih autohtonih biljnih vrsta pogodnih za integraciju u zelene površine); d) kvaliteta zraka u zatvorenom prostoru i smanjenje buke (razine koncentracije CO2 u učionicama, razine smanjenja buke izvana i razine onečišćenja postavljanjem biopokazatelja i osposobljavanjem za njihovo promatranje); e) urbana obnova (energetska učinkovitost i povećanje zelenih površina (površina i postotak)), f) upravljanje i sudjelovanje (percepcija građana o urbanoj prirodi, broj obrazovnih politika i strateških planova za prilagodbu klimatskim promjenama koji uključuju prirodna rješenja i otvorene participativne procese); g) socijalna kohezija (broj sporazuma s dionicima za moguće aktivnosti replikacije); h) javno zdravlje i dobrobit (smanjenje broja izostanaka učenika i bolovanja nastavnika) i i) gospodarske mogućnosti i zapošljavanje (broj stvorenih radnih mjesta, stvaranje novih vještina u samozaposlenim osobama i poduzećima povezanima s prirodnim rješenjima u tom području te smanjenje izostajanja školskog osoblja). Više informacija o planu praćenja dostupno je u posebnom videozapisu s internetskog tečaja izrađenog u okviru projekta myBUILDINGisGREEN LIFE.

Provedbu NbS-a koordiniralo je lokalno tijelo, Pokrajinsko vijeće Badajoz, a provela privatna tvrtka kojoj je dodijeljen projekt. Podržali su ga stručnjaci iz Španjolskog nacionalnog vijeća za istraživanja (CSIC) u tehničkim pitanjima o zgradama te odabiru i održavanju postrojenja. Zaklada CARTIF, sa sjedištem u Valladolidu (Španjolska), bila je jedan od vodećih tehničkih partnera tijekom projektiranja, provedbe i testiranja NbS-a.

Tim su organizacijama potporu pružala lokalna tijela uključena u građevinske projekte i školsko osoblje koje je provodilo NbS. Olakšali su prikupljanje podataka o potrošnji električne energije, energije ili vode, izostancima učenika i nastavnika itd. te pomogli u kampanjama uzorkovanja na temelju indikacija stručnjaka CARTIF-a i CSIC-a.

Za provedbu NbS-a bilo je potrebno aktivno sudjelovanje obrazovne zajednice osnovne škole kako bi se poduprlo njihovo osmišljavanje, provedba sustava praćenja i promicanje aktivnosti organiziranih u pilot-zgradi. Održane su neke participativne radionice s učenicima, njihovim roditeljima i školskim osobljem kako bi se NbS igrališta dizajnirao u skladu s njihovim stvarnim potrebama. Učenici ove škole također su bili uključeni u neke inicijative za prikupljanje podataka kroz praktičnu nastavu koju su vodili njihovi nastavnici prirodoslovlja. Upotrijebljene su mogućnosti za širenje važnosti prirodnih rješenja u prilagodbi zgrada klimatskim promjenama obiteljima i susjedima učenika.

Među diseminacijskim događanjima organizirane su tri izložbe kako bi se obrazovnoj zajednici i stanovnicima okolice prikazala implementirana rješenja. Na tim je događanjima sudjelovalo gotovo 100 osoba. Organizirana je i konferencija u Badajozu, kongres u Madridu i dva okrugla stola putem interneta, na kojima je ukupno sudjelovalo više od 400 osoba. Osim toga, u različitim medijima objavljeno je više od 100 vijesti, a informacije su razmijenjene s različitim platformama znanja o prilagodbi klimatskim promjenama na nacionalnoj i međunarodnoj razini.

Konačno, održana su dva tečaja licem u lice na zelenim krovovima i zelenim fasadama te internetski tečaj o iskustvu stečenom tijekom provedbe programa NbS u školi, s ukupnim pohađanjem više od 250 osoba.

Čimbenici koji su pogodovali uspjehu mjera prilagodbe bili su plodonosna suradnja između projektnih partnera i školske zajednice. To suradničko okruženje omogućilo je osmišljavanje rješenja prilagođenih stvarnim potrebama učenika i školskog osoblja. To je omogućilo i prikupljanje podataka korisnih za praćenje ishoda prilagodbe. Sastav projektnih partnera, koji objedinjuje različite vještine i stručno znanje, također je bio ključan za pravilno osmišljavanje i praćenje odabranih mjera. Program praćenja, koji je pokazao ohrabrujuće rezultate, također je bio čimbenik uspjeha. Mogu se koristiti za repliciranje testiranih rješenja u drugim školama i zgradama.

Mnoga lokalna, regionalna i nacionalna tijela bila su uključena u proučavanje potencijala prenosivosti osmišljenih i testiranih rješenja. Te su institucije dale savjete o nekoliko ključnih aspekata kao što su: (i) uključivanje prirodnih rješenja u Katalog građevinskih rješenja nacionalnog tehničkog pravilnika o gradnji gradova, (ii) osmišljavanje općinskih i regionalnih propisa i poreznih poticaja kako bi se potaknula upotreba te vrste rješenja te (iii) pronalaženje načina za certificiranje zgrada prirodnim rješenjima u skladu sa standardima održivosti u zgradama. Nakon postupka savjetovanja potpisane su izjave o financijskim interesima s osam općina u pokrajini Badajoz (Španjolska) kako bi se promicala upotreba prirodnih rješenja za prilagodbu klimatskim promjenama u javnim zgradama u tim općinama. Španjolsko Ministarstvo prometa, mobilnosti i plana za gradove dostavilo je pismo potpore u kojem se potvrđuje interes za projekt i nude savjeti za buduće uključivanje projektnih novih rješenja u Zakon o tehničkoj gradnji.

Ova obnovljena školska zgrada postala je referenca u regiji Extremadura za održivu gradnju koja će se slijediti u budućnosti. Interes za njegovo održavanje (koje pružaju Pokrajinsko vijeće Badajoz i općina Solana de los Barros) vrlo je velik.

Istodobno su se pojavile i neke prepreke koje su odgodile neke od planiranih zadataka i zbog kojih je bilo potrebno potražiti alternativna rješenja kako bi se nastavilo s provedbom projekta. Neke od tih prepreka (potreba za visokospecijaliziranim tehničkim kapacitetima) mogle bi ugroziti potencijal prenosivosti. Glavni ograničavajući čimbenici sažeti su u nastavku:

• Ograničena lokalna dostupnost građevinskih poduzeća koja mogu provesti mjere. Kako bi se riješio taj problem, na nacionalnoj razini utvrđena su specijalizirana poduzeća. Ispravna izrada građevinskog projekta od ključne je važnosti. Što je veća razina detalja, projekt će biti uspješniji. Specijalizacija radova (zeleni krovovi, NbS sustavi zasjenjenja) zahtijeva prethodno istraživanje tržišta tijekom izrade projekta. Kontaktiranjem stručnjaka na terenu moguće je dobiti prethodne uvjete i proračune za provedbu, koji se moraju prenijeti na projekt zajedno s ostatkom potrebnog posla. Time se izbjegavaju nepredviđeni problemi u provedbi ili izvantržišni proračuni i mogući javni natječaji koji se možda neće dodijeliti.
• Netočno zakazivanje usluga održavanja. Za održavanje NbS-a potrebno je stalno praćenje njihova stanja, posebno u vrućim razdobljima kako bi se osiguralo navodnjavanje i dostupnost vode.
• Konfliktni problemi među izvođačima za upravljanje sustavom kontrole navodnjavanja i nedostatak tehničkih vještina za njegovu optimalnu upotrebu. Bilo je potrebno tražiti poduzeća specijalizirana za tu vrstu operacija na nacionalnoj razini i na odgovarajući način organizirati javne natječaje.
• Neke od vrsta odabranih za upotrebu u NbS-u pokazale su se neprikladnima za preživljavanje u tim okolišnim uvjetima. Tijekom projekta neke od tih biljnih vrsta zamijenjene su drugim vrstama iz pokrajinskih rasadnika ili vanjskim ugovorima.
• Nedostatak nekih ključnih podataka za pravilnu procjenu nekih rezultata prilagodbe. Vodomjeri nisu bili dostupni u zgradi za mjerenje potrošnje vode prije i nakon provedbe NbS-a.
• Spori i nedovoljni rast osjenčanih biljnih prostora (djevičanska loza). NbS može zahtijevati mnogo vremena prije nego što su njihovi ishodi mjerljivi. Posebni problemi s niskom stopom rasta nekih vrsta (vinska sjenica) riješeni su u Kraljevskom botaničkom vrtu (RJB-CSIC), posebnoj konzultantskoj službi Pokrajinskog vijeća Badajoz.
• Visoki troškovi nekih NbS-ova. Na razini laboratorija razvijen je propusni pločnik s fotokatalitičkom aktivnošću, ali nije proveden u školi uglavnom zbog troškova.

Prednosti novih rješenja provedenih u školskoj zgradi mnogostruke su, što upućuje na to da te vrste rješenja mogu biti dio holističkog odgovora na višestruke izazove. Koristi uključuju uštede u potrošnji električne energije i vode, povećanje lokalne bioraznolikosti, stvaranje zelenih koridora za oprašivače i poboljšanje estetike zgrade. Korištenje autohtonih vrsta za ozelenjivanje zgrada također sprječava širenje invazivnih stranih vrsta.

Nadalje, NbS osigurava životne materijale za obrazovanje učenika i očekuje se da će osigurati bolju koncentraciju i uspješnost učenika, bolju dobrobit školskih radnika i akustičnu izolaciju učionica. Neke od tih koristi mogu se mjeriti tek nakon nekoliko godina i nisu uvijek unovčive, iako je njihova vrijednost neosporna.

Međutim, do kraja 2023. (otprilike dvije godine od provedbe) prvi rezultati aktivnosti praćenja upućuju na sljedeće ishode:

• Povećanje 1.991,20 m2 zelene površine i 451,70 m2 propusnog popločenja u pilot zgradi.
• Smanjenje prosječne temperature površina sa zelenim krovovima za 5,4 °C u usporedbi s površinama bez vegetacije.
• Smanjenje temperature u učionicama na ispod 27 °C (preporučena vrijednost za toplinsku udobnost u zatvorenom prostoru) u rujnu, nakon ugradnje NbS-a. Tijekom najtoplijih mjeseci lipnja, srpnja i kolovoza taj cilj nije postignut, ali temperatura se smanjila u usporedbi s prethodnom situacijom. Očekuje se da će se željeno smanjenje postići u nadolazećim godinama kada stanje razvoja vegetacije bude optimalno.
• Smanjenje količine oborinske vode izgubljene otjecanjem s prosječnih 13 % u situaciji bez intervencija na 3 % u zgradi s primijenjenim rješenjima.
• Povećanje broja od 77 životinjskih vrsta (uglavnom leteći kukci, muhe, komarci i Hymenoptera) i kolonizacija 16 dodatnih autohtonih biljnih vrsta u obnovljenoj zgradi u usporedbi s prethodnom situacijom. Podaci o bioraznolikosti bit će još pozitivniji nakon godina sazrijevanja ekosustava stvorenih prirodnim rješenjima.

Kad je riječ o troškovima, najznačajniji udio uključuje materijale potrebne za ugradnju prototipova i troškove osoblja uključenog u različite faze projektiranja, provedbe, praćenja i širenja novih rješenja.

Početni troškovi provedbe rješenja po kvadratnom metru (m²) su: 130.40-301.83 €/m² za zelene krovove, 88.59-105.51 €/m² za zelene fasade, 54.29 €/m² za drenažu kolnika, 2.862.04 €/m² za automatizirane prozore, 252.71 €/m² za povrtnu pergolu i oko 400 €/m² za sadnju drveća (ovisno o vrsti koja će se saditi). Izvršene su neke grube procjene troškova održavanja koje su uključene u plan za razdoblje nakon programa LIFE (odjeljako rezultatima na internetskim stranicama projekta).

Glavni pravni okvir kojim se uređuje zelena infrastruktura u Španjolskoj sastoji se od sljedećih uredbi:

• Španjolski Zakon o tehničkoj gradnji. Upravo se regulatornim okvirom utvrđuju osnovni zahtjevi kvalitete koje zgrade moraju ispuniti u pogledu sigurnosti i nastanjivosti utvrđeni Zakonom 38/1999 od 5. studenoga Uredbe o gradnji (LOE).
• Španjolska nacionalna strategija za zelenu infrastrukturu i povezivost te ekološku obnovu. Stupila je na snagu u srpnju 2021. i strateški je planski dokument kojim se uređuje provedba i razvoj zelene infrastrukture u Španjolskoj, čime se uspostavlja usklađeni administrativni i tehnički okvir za cijelo španjolsko državno područje, uključujući morske vode pod nacionalnim suverenitetom ili jurisdikcijom.
• Španjolski nacionalni plan za prilagodbu klimatskim promjenama (PNACC) za razdoblje 2021. 2030. To je osnovni instrument planiranja za promicanje koordiniranog djelovanja protiv učinaka klimatskih promjena u Španjolskoj. PNACC prihvaća NbS kao željene opcije za gradove, urbanističko planiranje i zgrade.

Provedba ovog projekta započela je 2019. odabirom pilot-zgrade, a završila 2021. provedbom nacionalne strategije obnove u odabranoj školi. Aktivnosti širenja informacija, aktivnosti praćenja i radovi na uključivanju prirodnih rješenja u građevinski kodeks odvijali su se sljedećih godina i očekuje se da će trajati do 2028.

Pilot-zgradu održavaju Pokrajinsko vijeće Badajoz i općina Solana de los Barros.  Pod uvjetom da se NbS dobro održava, procjenjuje se da je njegov korisni vijek trajanja dulji od 30 godina.

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

Laymanovo izvješće - myBUILDINGisGREEN

Očekivani rezultat projekta C1 – temeljno izvješće o pilot-zgradama

Očekivani rezultat projekta C5.2 – Izvješća (4) o preporukama za sastanke stručnjaka

Očekivani rezultat projekta C5.5 – Plan replikacije iskustva LIFE-myBUILDINGisGREEN

Očekivani rezultat projekta C5.6. – Financijski plan za mogućnost replikacije iskustva LIFE-myBUILDINGisGREEN