Gamtos procesais pagrįsti sprendimai mokyklose: Žaliasis pastatų pritaikymo prie klimato kaitos būdas Solana de los Barros, Estremadūra (Ispanija)

Solana de los Barros yra Badachoso provincijoje esanti savivaldybė, priklausanti Estremadūrai, vienai iš septyniolikos Ispanijos autonominių bendruomenių.

Remiantis Tarpvyriausybinės klimato kaitos komisijos parengtais klimato modeliais, įtrauktais į Estremadūros regioninius klimato kaitos scenarijus, numatoma, kad iki^{XXI a.} pabaigos tiek didžiausia, tiek mažiausia vidutinė temperatūra šiame regione padidės maždaug 4oC (didelio išmetamųjų teršalų kiekio scenarijus – A2). Atsižvelgiant į tai, kad karščiausiais mėnesiais temperatūra gali siekti 35 °C, labai svarbu imtis priemonių, kad būtų išvengta šilumos padidėjimo, kurį galima patirti pastatų viduje. Be to, pastebėtas šalčio dienų skaičiaus sumažėjimas ir karštų dienų skaičiaus padidėjimas. Jei ši tendencija tęsis, galima tikėtis karščio bangų padidėjimo. Pagal tą patį scenarijų tikimasi, kad iki^{XXI a.} pabaigos metinis kritulių kiekis šiek tiek sumažės, o galutinis procentinis dydis bus 20 proc. mažesnis nei šiuo metu.

Tikimasi, kad ateinančiais dešimtmečiais mokyklų pastatai susidurs su daugybe iššūkių, todėl reikia visiškai renovuoti ir geriau apsvarstyti izoliacijos priemones, kad būtų užtikrinta mokinių ir mokyklų darbuotojų sveikata ir gerovė.

Klimato kaitos požiūriu paviršinių nuotekų tvarkymas yra papildomas iššūkis, dėl kurio didėja kanalizacijos nuotekų valymo išlaidos ir mažėja vandeninguosiuose sluoksniuose esančio vandens kiekis.

Kaip jau pripažinta po 2011 m. Tūkstantmečio ekosistemų vertinimo, per pastaruosius 50 metų Ispanija patyrė spartų ir precedento neturintį pokyčių procesą dėl vyraujančio ekonominio vystymosi modelio ir su juo susijusio gyvenimo būdo netvarumo. Skatinami drastiški žemės naudojimo pokyčiai, kurie šiuo metu yra pagrindinis tiesioginis ekosistemų būklės blogėjimo ir biologinės įvairovės nykimo šalyje veiksnys.

Bendras įgyvendinamų NbS tikslas – padėti didinti švietimui naudojamų pastatų Estremadūros regione atsparumą vis dažnesniam šilumos ir vandens trūkumui, kurį lemia klimato kaita Pietų Europos šalyse, gerinant tokio tipo pastatuose dirbančių studentų ir darbuotojų gerovę.

Siekiant šio bendro tikslo, šiuo atvejo tyrimu siekiama kelių konkrečių tikslų:

1. Žinių apie NbS gerinimas pastatų lygmeniu.
2. NbS, kaip prisitaikymo prie klimato kaitos priemonių, sąnaudų ir naudos analizė.
3. Skatinti valdymo veiksmus, kad būtų pagerintas įgyvendintų sprendimų perkeliamumas, sudarant palankesnes sąlygas juos įtraukti į vietos, regionines ir nacionalines taisykles.
4. Perkelti ir atkartoti šiame atvejo tyrime įgyvendintus ir išbandytus NbS prototipus, įgyvendinant specializuotų darbuotojų gebėjimų stiprinimo iniciatyvas.

Keletas NbS buvo sukurta, įgyvendinta ir išbandyta Solana de los Barros pradinėje mokykloje (Badajozas, Estremadūra, Ispanija), kaip myBUILDINGisGREEN LIFE projekto dalis.

Įgyvendintas priemones galima suskirstyti į keturias pagrindines kategorijas: žalieji stogai, žalieji fasadai, vėdinimas ir lauko zonų plėtra.

Pirma, mokyklos pastate įrengti žalieji stogai. Žalieji stogai yra perspektyvi galimybė sumažinti pastatų temperatūrą ir kartu padidinti vietos biologinę įvairovę, padaryti gyvenamąją aplinką malonesnę ir suteikti studentams galimybę tiesiogiai mokytis prisitaikyti prie klimato kaitos.

Bandomasis pastatas išbandė trijų tipų žaliuosius stogus su daugiau nei 25 vietinių augalų rūšimis. Pirmasis sprendimas buvo platus žalias stogas (mBiGCUVE 1), o antrasis sprendimas buvo stogas su vidine oro kamera, esančia tarp stogo ir augmenijos substrato (mBiGCUVE 2). Jis buvo išbandytas siekiant išlaikyti aukštesnę temperatūrą, taip pat pagerinti drėgmės lygį ir taip sumažinti pagalbinio drėkinimo poreikį. Trečiasis sprendimas buvo tvaresnis substratas (mBiG-SUS), leidžiantis geriau filtruoti lietaus vandenį. Pagrindinis šio substrato tvarumas yra tas, kad jį sudaro perdirbtos nerūdinės medžiagos, skirtos stogo drenažui įrengti. Du iš šių žaliųjų stogų pakartotinai naudoja vandens perteklių dėl gravitacijos, kad jis būtų prieinamas drėkinimui.

Antroji NbS kategorija yra žalieji fasadai. Įdiegta žaliųjų fasadų sistema apima sodinimo sistemą, pastatytą ant metalinių konstrukcijų lygiagrečiai ir statmenai pastato fasadams. Tai apima laipiojimo augalus, kurie apsaugo fasadą nuo saulės spindulių. Taip pat yra vertikali tentų sistema su mineraliniu substratu vertikalios augmenijos augimui. Tai apima hidroponinio drėkinimo augalus, kurie į sistemą įtraukia maistines medžiagas ir leidžia jiems augti ant mineralinio substrato. Pastato vidiniame koridoriuje įrengtas vidinis vertikalus sodas su įvairiomis augalų rūšimis, kad būtų išlaikytas tinkamas drėgmės lygis ir aukšta temperatūra, patiriama šioje patalpoje. Ši sistema reikalauja nuolatinės priežiūros ir genėjimo, kad būtų išvengta sienos kritimo dėl antsvorio.

Be to, pastate buvo įrengta vėdinimo sistema, leidžianti grynam orui cirkuliuoti mokykloje naktį ir ryte (9:30-10:00 / 12:30-13:00). Indukuota natūralaus vėdinimo sistema buvo sukurta programuojant automatinį penkių langų uždarymą ir atidarymą. Ši priemonė atvėsina aplinką, sumažina CO₂ koncentraciją patalpose ir skatina pakartotinį deguonies susidarymą klasėse.

Mokyklos žaidimų aikštelėje buvo vykdomos tolesnės intervencijos. Be medžių sodinimo natūraliam šešėliui, buvo įgyvendintos kelios priemonės, pavyzdžiui:

• Augalinė Pergola: ji apima sodinimo sistemą, įrengtą ant metalinių konstrukcijų, panašių į aprašytąją žaliajam fasadui, bet nepritvirtintą prie pastato fasadų. Tai apima lapuočių laipiojimo augalus.
• Akytos grindinio dangos: pralaidūs paviršiai, kurie pagerina lietaus vandens infiltraciją, sumažinant nuotėkį į nuotekų sistemą. Šis šaligatvio tipas taip pat leidžia augti natūraliai augalijai.
• Medinės konstrukcijos rekreacinių zonų šešėliams: šios struktūros yra žaidimų aikštelėse, kuriose mokosi daug mokinių. Jie buvo sukurti bendradarbiaujant su bandomojo pastato švietimo bendruomene.

Siekiant įvertinti bandomajame pastate įgyvendintų sprendimų poveikį, parengtas stebėsenos planas ir atlikti matavimai. Kadangi NbS reikia daug laiko, kol visas poveikis taps išmatuojamas, stebėsenos sistema bus toliau taikoma projektui pasibaigus iki 2028 m. pavasario. Ši ilgalaikės stebėsenos sistema įtraukta į projekto myBUILDINGisGREEN LIFE planą po LIFE įgyvendinimo, kurį galima rasti projekto interneto svetainės rezultatų skiltyje. Sukurta 22 rodiklių sistema, skirta įvertinti: a) temperatūros pokytis (vidaus temperatūra pastato viduje ir pastato apvalkale, lauko temperatūra ir drėgmė, apskaičiuotas sutaupytos energijos ir šildymo kiekis); b) vandentvarka (apskaičiuotas sutaupytas vandens kiekis, susijęs su vandens suvartojimu, ir sutaupytas lietaus vandens kiekis); c) žaliųjų plotų valdymas (didesnė augalų ir gyvūnų biologinė įvairovė ir regeneruotų vietinių augalų rūšių, tinkamų integruoti į žaliuosius plotus, skaičius); d) patalpų oro kokybė ir triukšmo mažinimas (CO₂ koncentracijos lygiai klasėse, triukšmo iš išorės ir taršos lygiai įrengiant biologinių rodiklių rūšis ir mokant jas stebėti); e) miestų regeneracija (energijos vartojimo efektyvumas ir žaliosios zonos didinimas (paviršiaus plotas ir procentinė dalis)); f) valdymas ir dalyvavimas (piliečių požiūris į miesto pobūdį, švietimo politikos ir prisitaikymo prie klimato kaitos strateginių planų, apimančių gamtos procesais pagrįstus sprendimus ir atvirus dalyvaujamuosius procesus, skaičius); g) socialinė sanglauda (susitarimų su suinteresuotaisiais subjektais dėl galimos atkartojimo veiklos skaičius); h) visuomenės sveikata ir gerovė (sumažėjęs mokinių nebuvimo darbe ir mokytojų laikinojo nedarbingumo atostogų skaičius) ir i) ekonominės galimybės ir užimtumas (sukurtų darbo vietų skaičius, naujų įgūdžių kūrimas savarankiškai dirbančiose ir su NbS susijusiose įmonėse šioje srityje ir mokyklos darbuotojų nebuvimo darbe mažinimas). Daugiau informacijos apie stebėsenos planą galima rasti specialiame internetinio mokymo, sukurto įgyvendinant projektą „myBUILDINGisGREEN LIFE“, vaizdo įraše.

NbS įgyvendinimą koordinavo vietos valdžios institucija, Badachoso provincijos taryba, o jį vykdė privati bendrovė, kuriai buvo skirtas projektas. Jai padėjo Ispanijos nacionalinės mokslinių tyrimų tarybos (CSIC) ekspertai techniniais klausimais, susijusiais su pastatais ir gamyklų atranka bei priežiūra. Valjadolide (Ispanija) įsikūręs CARTIF fondas buvo vienas iš pagrindinių techninių partnerių kuriant, įgyvendinant ir išbandant NbS.

Šias organizacijas rėmė statybos projektuose dalyvaujančios vietos valdžios institucijos ir mokyklų, kuriose įgyvendinta NbS, darbuotojai. Jie padėjo rinkti duomenis apie elektros energijos, energijos ar vandens suvartojimą, studentų ir mokytojų nebuvimą darbe ir t. t., taip pat padėjo vykdyti mėginių ėmimo kampanijas, remiantis CARTIF ir CSIC ekspertų nurodymais.

Įgyvendinant NBS reikėjo aktyvaus pradinės mokyklos švietimo bendruomenės dalyvavimo, kad būtų remiamas jų kūrimas, stebėsenos sistemos įgyvendinimas ir bandomajame pastate organizuojamos veiklos skatinimas. Buvo surengti keli dalyvaujamieji praktiniai seminarai su moksleiviais, jų tėvais ir mokyklos darbuotojais, siekiant sukurti žaidimų aikštelių NbS pagal jų faktinius poreikius. Šios mokyklos mokiniai taip pat dalyvavo kai kuriose duomenų rinkimo iniciatyvose per praktinius užsiėmimus, kuriems vadovavo jų mokslo mokytojai. Buvo pasinaudota galimybėmis skleisti informaciją apie NbS svarbą pritaikant pastatus prie klimato kaitos mokinių šeimoms ir kaimynams.

Iš sklaidos renginių buvo surengtos trys parodos, kuriose pristatyti įgyvendinti sprendimai švietimo bendruomenei ir apylinkių gyventojams. Šiuose renginiuose dalyvavo beveik 100 žmonių. Taip pat buvo surengta konferencija Badachose, kongresas Madride ir du internetiniai apskritojo stalo susitikimai, kuriuose iš viso dalyvavo daugiau kaip 400 žmonių. Be to, įvairiose žiniasklaidos priemonėse buvo paskelbta daugiau kaip 100 naujienų ir pasikeista informacija su įvairiomis nacionalinio ir tarptautinio lygmens žinių apie prisitaikymą prie klimato kaitos platformomis.

Galiausiai buvo surengti du tiesioginiai kursai apie žaliuosius stogus ir žaliuosius fasadus ir internetiniai kursai apie patirtį, įgytą įgyvendinant NbS mokykloje, kuriuose iš viso dalyvavo daugiau nei 250 žmonių.

Prisitaikymo prie klimato kaitos veiksmų sėkmę lėmė vaisingas projekto partnerių ir mokyklos bendruomenės bendradarbiavimas. Ši bendradarbiavimo aplinka leido kurti specialiai pritaikytus sprendimus, atsižvelgiant į faktinius mokinių ir mokyklos darbuotojų poreikius. Tai taip pat suteikė galimybę rinkti duomenis, naudingus prisitaikymo prie klimato kaitos rezultatams stebėti. Projekto partnerių sudėtis, apimanti įvairius įgūdžius ir ekspertines žinias, taip pat buvo labai svarbi siekiant tinkamai parengti ir stebėti atrinktas priemones. Stebėsenos programa, kurios rezultatai teikia vilčių, taip pat buvo sėkmės veiksnys. Jie gali būti naudojami siekiant atkartoti išbandytus sprendimus kitose mokyklose ir pastatuose.

Daugelis vietos, regionų ir nacionalinių valdžios institucijų dalyvavo tiriant sukurtų ir išbandytų sprendimų perkeliamumo galimybes. Šios institucijos teikė konsultacijas keliais pagrindiniais klausimais, kaip antai: i) įtraukti NbS į Nacionalinio techninio pastatų kodekso statybos sprendimų katalogą, ii) rengti savivaldybių ir regionines taisykles ir mokesčių paskatas, kad būtų skatinamas tokio tipo sprendimų naudojimas, ir iii) ieškoti būdų, kaip sertifikuoti pastatus NbS pagal pastatų tvarumo standartus. Po konsultacijų su aštuoniomis Badachoso provincijos savivaldybėmis (Ispanija) buvo pasirašytos interesų deklaracijos siekiant skatinti šių savivaldybių viešųjų pastatų pritaikymą prie klimato kaitos. Iš Ispanijos transporto, judumo ir miestų darbotvarkės ministerijos gautas pritarimo raštas, kuriame patvirtintas susidomėjimas projektu ir pateikta patarimų dėl būsimo projekto NbS įtraukimo į Techninį statybos kodeksą.

Šis renovuotas mokyklos pastatas Estremadūros regione tapo tvarios statybos pavyzdžiu, kuriuo reikia vadovautis ateityje. Susidomėjimas jo išlaikymu (kurį teikia Badachoso provincijos taryba ir Solana de los Barros savivaldybė) yra labai didelis.

Taip pat buvo susidurta su tam tikromis kliūtimis, dėl kurių buvo atidėtos kai kurios suplanuotos užduotys ir reikėjo ieškoti alternatyvių sprendimų, kad būtų galima tęsti projekto įgyvendinimą. Kai kurios iš šių kliūčių (labai specializuotų techninių pajėgumų poreikis) gali trukdyti perkeliamumo galimybėms. Toliau apibendrinami pagrindiniai ribojantys veiksniai:

• Ribotas statybos bendrovių, galinčių įgyvendinti priemones, prieinamumas vietoje. Šiai problemai spręsti nacionaliniu lygmeniu buvo nustatytos specializuotos bendrovės. Labai svarbu teisingai parengti statybos projektą. Kuo didesnis išsamumo lygis, tuo sėkmingesnis bus projektas. Darbo specializacija (žalieji stogai, NbS šešėlių sistemos) reikalauja išankstinio rinkos tyrimo rengiant projektą. Kreipdamiesi į šios srities specialistus, galite gauti išankstines įgyvendinimo sąlygas ir biudžetus, kurie turi būti perkelti į projektą kartu su likusiais būtinais darbais. Taip išvengiama nenumatytų įgyvendinimo problemų arba ne rinkos biudžetų ir galimų viešųjų konkursų, kurie gali būti neskirti.
• Netinkamas techninės priežiūros paslaugų planavimas. Siekiant išlaikyti NbS, būtina nuolat stebėti jų būklę, ypač karštuoju laikotarpiu, kad būtų užtikrintas drėkinimas ir vandens prieinamumas.
• Konfliktiniai klausimai tarp rangovų, susijusių su drėkinimo kontrolės sistemos eksploatavimu, ir techninių įgūdžių, reikalingų optimaliam jos naudojimui, trūkumas. Reikėjo ieškoti įmonių, kurios specializuojasi tokio pobūdžio operacijų srityje nacionaliniu lygmeniu, ir tinkamai organizuoti viešuosius konkursus.
• Paaiškėjo, kad kai kurios rūšys, atrinktos naudoti NbS, yra prastai tinkamos išgyventi tokiomis aplinkos sąlygomis. Įgyvendinant projektą kai kurios iš šių augalų rūšių buvo pakeistos kitomis rūšimis iš provincijų daigynų arba pagal išorės sutartis.
• Trūksta tam tikrų esminių duomenų, kad būtų galima tinkamai įvertinti kai kuriuos prisitaikymo prie klimato kaitos rezultatus. Pastate nebuvo vandens skaitiklių, kuriais būtų galima išmatuoti vandens suvartojimą prieš NbS diegimą ir po jo.
• Lėtas ir nepakankamas tamsesnių augalų plotų (grynų vynmedžių) augimas. NbS gali prireikti daug laiko, kol jų rezultatai bus išmatuojami. Konkrečias problemas, susijusias su lėtu kai kurių rūšių (vynmedžių pavėsinės) augimu, sprendė Karališkasis botanikos sodas (RJB-CSIC), speciali Badachoso provincijos tarybos konsultavimo tarnyba.
• Didelės kai kurių NbS išlaidos. Laboratorijos lygmeniu buvo sukurta pralaidi danga su fotokataliziniu aktyvumu, tačiau mokykloje ji nebuvo įdiegta daugiausia dėl išlaidų.

Mokyklos pastate įgyvendintų NbS nauda yra įvairiapusė, o tai rodo, kad tokio pobūdžio sprendimai gali būti holistinio atsako į daugybę iššūkių dalis. Nauda apima elektros energijos ir vandens vartojimo taupymą, vietos biologinės įvairovės didinimą, žaliųjų koridorių apdulkintojams kūrimą ir pastatų estetikos gerinimą. Vietinių rūšių naudojimas pastatams žalinti taip pat užkerta kelią invazinių svetimų rūšių plitimui.

Be to, NbS teikia mokinių švietimui skirtą gyvąją medžiagą ir tikimasi, kad ji pagerins mokinių koncentraciją ir veiklos rezultatus, pagerins mokyklų darbuotojų gerovę ir akustinę klasių izoliaciją. Kai kurie iš šių privalumų gali būti vertinami tik po kelerių metų ir ne visada yra piniginiai, nors jų vertė yra neginčijama.

Tačiau iki 2023 m. pabaigos (praėjus maždaug dvejiems metams nuo įgyvendinimo) pirmieji stebėsenos veiklos rezultatai rodo šiuos rezultatus:

• 1 991,20 m² žaliosios zonos ir 451,70 m² pralaidžios grindinio dangos padidinimas bandomajame pastate.
• Paviršių su žaliais stogais vidutinės temperatūros sumažėjimas 5,4 °C, palyginti su paviršiais be augalijos.
• Temperatūros klasėse sumažinimas iki žemesnės nei 27 °C temperatūros (rekomenduojama patalpų šiluminio komforto vertė) rugsėjo mėn., įrengus NbS. Karščiausiais birželio, liepos ir rugpjūčio mėnesiais šis tikslas nebuvo pasiektas, tačiau, palyginti su ankstesne padėtimi, temperatūra sumažėjo. Tikimasi, kad pageidaujamas sumažėjimas bus pasiektas ateinančiais metais, kai augmenijos vystymosi būklė bus optimali.
• Lietaus vandens, prarasto dėl nuotėkio, kiekio sumažinimas nuo vidutiniškai 13 proc., kai nesiimama intervencinių priemonių, iki 3 proc. pastate, kuriame įgyvendinti sprendimai.
• 77 gyvūnų rūšių (daugiausia skraidančių vabzdžių, musių, uodų ir Hymenoptera) skaičiaus padidėjimas ir 16 papildomų vietinių augalų rūšių kolonizacija renovuotame pastate, palyginti su ankstesne padėtimi. Biologinės įvairovės duomenys bus dar geresni po daugelį metų trukusio gamtos procesais pagrįstų sprendimų sukurtų ekosistemų brendimo.

Didžiausią išlaidų dalį sudaro prototipų įrengimui reikalingos medžiagos ir įvairiuose NbS projektavimo, įgyvendinimo, stebėsenos ir sklaidos etapuose dalyvaujančių darbuotojų išlaidos.

Pradinės sprendimo įgyvendinimo išlaidos vienam kvadratiniam metrui (m²) yra: 130,40–301,83 EUR/m² už žaliuosius stogus, 88,59–105,51 EUR/m² už žaliuosius fasadus, 54,29 EUR/m² už šaligatvių nusausinimą, 2 862,04 EUR/m² už automatizuotus langus, 252,71 EUR/m² už daržovių pergolą ir apie 400 EUR/m² už medžių sodinimą (priklausomai nuo sodinamų rūšių). Buvo atlikta keletas apytikslių priežiūros išlaidų skaičiavimų, kurie buvo įtraukti į planą po LIFE (projekto interneto svetainėsrezultatų skiltis).

Pagrindinę teisinę sistemą, kuria reglamentuojama žalioji infrastruktūra Ispanijoje, sudaro šie reglamentai:

• Ispanijos techninis statybos kodeksas. Būtent reguliavimo sistema nustato pagrindinius kokybės reikalavimus, kuriuos turi atitikti pastatai, atsižvelgiant į saugą ir tinkamumą gyventi, nustatytus 1999 m. lapkričio 5 d. Statybos reglamento (LOE) Įstatyme Nr. 38/1999.
• Ispanijos nacionalinė žaliosios infrastruktūros, junglumo ir ekologinio atkūrimo strategija. Jis įsigaliojo 2021 m. liepos mėn. ir yra strateginio planavimo dokumentas, kuriuo reglamentuojamas žaliosios infrastruktūros įgyvendinimas ir plėtra Ispanijoje, nustatant suderintą administracinę ir techninę sistemą visai Ispanijos teritorijai, įskaitant jūrų vandenis, į kuriuos nacionalinis suverenitetas arba jurisdikcija.
• 2021–2030 m. Ispanijos nacionalinis prisitaikymo prie klimato kaitos planas (PNACC). Tai pagrindinė planavimo priemonė, skirta skatinti koordinuotus kovos su klimato kaitos padariniais veiksmus Ispanijoje. PNACC apima NbS kaip pageidaujamas galimybes miestams, miestų planavimui ir pastatams.

Šis projektas pradėtas įgyvendinti 2019 m. atrinkus bandomąjį pastatą, o baigtas 2021 m. atrinktoje mokykloje įgyvendinus NBS. Sklaidos veikla, stebėsenos veikla ir darbai, kuriais siekiama įtraukti NbS į statybos kodeksą, vyko vėlesniais metais ir turėtų tęstis iki 2028 m.

Bandomąjį pastatą prižiūri Badachoso provincijos taryba ir Solana de los Barros savivaldybė.  Jei NbS yra gerai prižiūrimas, jo naudingo tarnavimo laikas yra daugiau nei 30 metų.

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

Laymano pranešimas - myBUILDINGisGREEN

Projekto rezultatas C1. Bandomųjų pastatų pradinės būklės ataskaita

Projekto rezultatas C5.2. Ekspertų posėdžiams skirtų rekomendacijų ataskaitos (4)

Projekto rezultatas C5.5 – LIFE-myBUILDINGisGREEN patirties atkartojamumo planas

Projekto rezultatas C5.6. LIFE-myBUILDINGisGREEN patirties atkartojamumo finansinis planas