Dabā balstīti risinājumi skolās: zaļš veids, kā ēkas pielāgot klimata pārmaiņām Solana de los Barros, Estremadurā (Spānija)

Solana de los Barros ir pašvaldība, kas atrodas Badahosas provincē, kas pieder Estremadurai, vienai no septiņpadsmit autonomajām kopienām Spānijā.

Pamatojoties uz Klimata pārmaiņu starpvaldību padomes (IPCC) izstrādātajiem klimata modeļiem, kas iekļauti Estremaduras reģionalizētajos klimata pārmaiņu scenārijos, paredzams, ka līdz 21.^gadsimta beigām gan maksimālā, gan minimālā vidējā temperatūra šajā reģionā palielināsies par aptuveni 4 °C (augstu emisiju scenārijs – A2). Ņemot vērā, ka karstākajos mēnešos temperatūra var sasniegt 35oC, ir ļoti svarīgi veikt pasākumus, lai novērstu siltuma pieaugumu, ko var piedzīvot ēkās. Turklāt ir novērota auksto dienu skaita samazināšanās un karsto dienu skaita palielināšanās. Ja šī tendence turpināsies, gaidāms karstuma viļņu pieaugums. Ņemot vērā to pašu scenāriju, paredzams, ka gada nokrišņu daudzums līdz 21.^gadsimta beigām nedaudz samazināsies, un paredzams, ka galīgā procentuālā daļa būs par 20 % mazāka nekā pašlaik.

Paredzams, ka skolu ēkas nākamajās desmitgadēs saskarsies ar daudzām problēmām, kas prasīs pilnīgu renovāciju un labāk apsvērt izolācijas pasākumus, lai nodrošinātu skolēnu un skolu darbinieku veselību un labbūtību.

No klimata pārmaiņu viedokļa noteces ūdeņu apsaimniekošana ir papildu problēma, kas palielina notekūdeņu attīrīšanas izmaksas kanalizācijā un samazina ūdens nesējslāņos pieejamo ūdeni.

Līdztekus klimata pārmaiņām, kā jau atzīts 2011. gada Tūkstošgades ekosistēmu novērtējumā, pēdējo 50 gadu laikā Spānijā ir noticis paātrināts un nepieredzēts pārmaiņu process, ko izraisījusi dominējošā ekonomikas attīstības modeļa un ar to saistītā dzīvesveida neilgtspējība. Ir veicinātas krasas izmaiņas zemes izmantošanā, kas pašlaik ir galvenais tiešais virzītājspēks ekosistēmu degradācijai un bioloģiskās daudzveidības zudumam valstī.

Īstenotā NbS vispārējais mērķis ir palīdzēt palielināt izglītībai izmantoto ēku noturību Estremaduras reģionā pret arvien biežākiem karstuma un ūdens trūkuma periodiem, ko izraisa klimata pārmaiņas Dienvideiropas valstīs, uzlabojot šāda veida ēkās strādājošo studentu un personāla labklājību.

Lai sasniegtu šo vispārīgo mērķi, šajā gadījuma izpētē ir izvirzīti vairāki konkrēti mērķi:

1. Zināšanu uzlabošana par NbS ēku līmenī.
2. NbS kā klimatadaptācijas rīku izmaksu un ieguvumu analīze.
3. Veicināt pārvaldības darbības, lai uzlabotu īstenoto risinājumu pārnesamību, atvieglojot to iekļaušanu vietējos, reģionālos un valsts noteikumos.
4. Šajā gadījuma izpētē ieviesto un pārbaudīto NbS prototipu nodošana un replicēšana, izmantojot spēju veidošanas iniciatīvas specializētiem darbiniekiem.

Vairāki NbS tika izstrādāti, īstenoti un pārbaudīti pamatskolā Solana de los Barros (Badajoz, Estremadura, Spānija) projekta myBUILDINGisGREEN LIFE ietvaros.

Īstenotos pasākumus var iedalīt četrās galvenajās kategorijās: zaļie jumti, zaļās fasādes, ventilācija un āra platību attīstīšana.

Pirmkārt, skolas ēkā ir ierīkoti zaļie jumti. Zaļie jumti ir daudzsološa iespēja samazināt temperatūru ēkās, vienlaikus palielinot vietējo biodaudzveidību, padarot dzīves vidi patīkamāku un nodrošinot skolēniem iespēju gūt tiešu mācību pieredzi par pielāgošanos klimata pārmaiņām.

Izmēģinājuma ēkā tika pārbaudīti trīs veidu zaļie jumti ar dažādām vairāk nekā 25 vietējām augu sugām. Pirmais risinājums bija plašs zaļais jumts (mBiGCUVE 1), bet otrais risinājums bija jumts ar iekšējo gaisa kameru, kas atrodas starp jumtu un veģetācijas substrātu (mBiGCUVE 2). Tas tika pārbaudīts, lai saglabātu augstāku temperatūru, vienlaikus arī uzlabojot mitruma līmeni un tādējādi samazinot papildu apūdeņošanas prasības. Trešais risinājums ietvēra ilgtspējīgāku substrātu (mBiG-SUS), kas ļauj labāk filtrēt lietus ūdeni. Šī substrāta galvenā ilgtspējība ir saistīta ar to, ka tas sastāv no pārstrādātiem minerālajiem materiāliem jumta drenāžas īstenošanai. Divos no šiem zaļajiem jumtiem liekais ūdens tiek atkārtoti izmantots gravitācijas ietekmē, lai tas būtu pieejams apūdeņošanai.

Otrā NbS kategorija ir zaļās fasādes. Īstenotā zaļo fasāžu sistēma ietver stādījumu sistēmu, kas novietota uz metāla konstrukcijām paralēli un perpendikulāri ēku fasādēm. Tas ietver kāpšanas augus, kas aizsargā fasādi no saules gaismas. Ir arī vertikāla tentu sistēma ar minerālu substrātu vertikālai veģetācijas augšanai. Tas ietver augus hidroponiskai apūdeņošanai, kas iekļauj barības vielas sistēmā un ļauj to augšanu uz minerālu substrāta. Ēkas iekšējā koridorā ir uzstādīts vertikāls iekštelpu dārzs ar visdažādākajām augu sugām, lai uzturētu atbilstošu mitruma līmeni un ierobežotu augsto temperatūru, kas pieredzēta šajā telpā. Šī sistēma prasa nepārtrauktu apkopi un atzarošanu, lai izvairītos no sienas krišanas liekā svara dēļ.

Pēc tam ēkā tika uzstādīta ventilācijas sistēma, kas ļauj svaigam gaisam cirkulēt skolā nakts un rīta stundās (9:30-10:00 / 12:30-13:00). Inducētā dabiskā ventilācijas sistēma tika izveidota, programmējot piecu logu automātisku aizvēršanu un atvēršanu. Šis mērījums atvēsina vidi un samazina CO₂ koncentrāciju telpās, kā arī veicina atkārtotu skābekļa uzņemšanu klasēs.

Skolas rotaļlaukumā tika veiktas papildu intervences. Papildus koku stādīšanai dabiskai ēnošanai ir īstenoti vairāki pasākumi, piemēram:

• Veģetatīvā Pergola: tas ietver stādījumu sistēmu uz metāla konstrukcijām, kas ir līdzīga tai, kura aprakstīta attiecībā uz zaļo fasādi, bet nenoenkurojoties pie ēku fasādēm. Tas ietver lapu kāpšanas augus.
• Porains bruģakmens: caurlaidīgas virsmas, kas uzlabo lietusūdens infiltrāciju, samazinot noteci kanalizācijas sistēmā. Šāda veida segums arī ļauj augt dabisko veģetāciju.
• Koka konstrukcijas atpūtas zonu ēnošanai: šīs struktūras atrodas rotaļu laukumos, kuros ir augsts skolēnu aizņemtības līmenis. Tie tika izstrādāti sadarbībā ar izmēģinājuma ēkas izglītības kopienu.

Lai novērtētu pilotēkā īstenoto risinājumu ietekmi, ir izstrādāts monitoringa plāns un veikti mērījumi. Tā kā NbS ir vajadzīgs ilgs laiks, pirms visas ietekmes kļūst izmērāmas, monitoringa shēma turpināsies pēc projekta beigām līdz 2028. gada pavasarim. Šī ilgtermiņa monitoringa shēma ir iekļauta projekta myBUILDINGisGREEN LIFE plānā After-LIFE, kas ir pieejams projekta tīmekļa vietnes rezultātu sadaļā. Tika izveidota 22 rādītāju sistēma, lai novērtētu: a) temperatūras izmaiņas (iekštelpu temperatūra ēkas iekšpusē un norobežojošajā konstrukcijā, āra temperatūra un mitrums, aplēstais enerģijas un apkures ietaupījums); b) ūdens apsaimniekošana (aplēstais ietaupījums saistībā ar ūdens patēriņu un ietaupījums lietus ūdens apsaimniekošanā); c) zaļo zonu pārvaldība (augoša augu un dzīvnieku bioloģiskā daudzveidība un atjaunoto vietējo augu sugu skaits, kas piemērotas integrācijai zaļajās zonās); d) iekštelpu gaisa kvalitāte un trokšņa samazināšana (CO₂ koncentrācijas līmeņi klasēs, trokšņa samazināšanas līmeņi no ārpuses un piesārņojuma līmeņi, uzstādot bioindikatoru sugas un apmācot to novērošanā); e) pilsētvides atjaunošana (energoefektivitāte un zaļās zonas paplašināšana (virsmas platība un procentuālā daļa)); f) pārvaldība un līdzdalība (iedzīvotāju priekšstats par pilsētvidi, izglītības politikas pasākumu skaits un stratēģiskie plāni attiecībā uz pielāgošanos klimata pārmaiņām, kas ietver NbS un atklātus līdzdalības procesus); g) sociālā kohēzija (nolīgumu skaits ar ieinteresētajām personām par iespējamām pavairošanas darbībām); h) sabiedrības veselība un labklājība (samazināts skolēnu prombūtnes un skolotāju slimības atvaļinājumu skaits) un i) ekonomiskās iespējas un nodarbinātība (radīto darbvietu skaits, jaunu prasmju radīšana pašnodarbinātām personām un ar NbS saistītiem uzņēmumiem šajā jomā un skolu darbinieku prombūtnes samazināšana). Plašāku informāciju par monitoringa plānu var atrast īpašā video no tiešsaistes apmācības, kas izveidota projekta myBUILDINGisGREEN LIFE ietvaros.

NbS īstenošanu koordinēja vietējā pašvaldība, Badahosas provinces padome, un to veica privāts uzņēmums, kuram tika piešķirts projekts. To atbalstīja eksperti no Spānijas Valsts pētniecības padomes (CSIC) ēku tehniskajos jautājumos un rūpnīcu atlasē un uzturēšanā. CARTIF fonds, kas atrodas Valjadolidā (Spānija), bija viens no vadošajiem tehniskajiem partneriem NbS izstrādē, īstenošanā un testēšanā.

Šīs organizācijas atbalstīja būvniecības projektos iesaistītās vietējās iestādes un skolu personāls, kas īstenoja NbS. Tie atviegloja datu vākšanu par elektroenerģijas, enerģijas vai ūdens patēriņu, skolēnu un skolotāju prombūtni utt. un palīdzēja atlases kampaņās pēc CARTIF un CSIC ekspertu norādēm.

NbS īstenošanai bija nepieciešama pamatskolas izglītības kopienas aktīva līdzdalība, lai atbalstītu to izstrādi, uzraudzības sistēmas īstenošanu un izmēģinājuma ēkā organizēto pasākumu popularizēšanu. Notika daži līdzdalības darbsemināri ar skolēniem, viņu vecākiem un skolas darbiniekiem, lai izstrādātu rotaļu laukumu NbS atbilstoši viņu faktiskajām vajadzībām. Skolēni šajā skolā bija iesaistīti arī dažās datu vākšanas iniciatīvās, izmantojot praktiskas nodarbības, ko vadīja viņu dabaszinātņu skolotāji. Tika izmantotas iespējas izplatīt informāciju par NbS nozīmi ēku pielāgošanā klimata pārmaiņām studentu ģimenēm un kaimiņiem.

Izplatīšanas pasākumu vidū tika organizētas trīs izstādes, lai izglītības kopienai un apkārtnes iedzīvotājiem parādītu ieviestos risinājumus. Šajos pasākumos piedalījās gandrīz 100 cilvēku. Tika organizēta arī konference Badahosā, kongress Madridē un divas tiešsaistes apaļā galda sarunas, kurās kopumā piedalījās vairāk nekā 400 cilvēku. Turklāt dažādos plašsaziņas līdzekļos tika publicēti vairāk nekā 100 ziņu materiāli un notika informācijas apmaiņa ar dažādām zināšanu platformām par pielāgošanos klimata pārmaiņām valsts un starptautiskā līmenī.

Visbeidzot, tika rīkoti divi klātienes kursi par zaļajiem jumtiem un zaļajām fasādēm un tiešsaistes kurss par pieredzi, kas gūta, īstenojot NbS skolā, kopumā apmeklējot vairāk nekā 250 cilvēku.

Faktori, kas veicināja pielāgošanās pasākumu panākumus, bija auglīgā sadarbība, kas tika izveidota starp projekta partneriem un skolu kopienu. Šī sadarbības vide ļāva izstrādāt risinājumus pielāgotā veidā, ņemot vērā skolēnu un skolas personāla faktiskās vajadzības. Tas arī ļāva apkopot datus, kas ir noderīgi pielāgošanās rezultātu uzraudzībai. Projekta partneru sastāvs, kas apvieno dažādas prasmes un speciālās zināšanas, arī bija būtisks, lai pienācīgi izstrādātu un uzraudzītu atlasītos pasākumus. Veiksmes faktors bija arī uzraudzības programma, kas uzrādīja iepriecinošus rezultātus. Tos var izmantot, lai replicētu pārbaudītos risinājumus citās skolās un ēkās.

Daudzas vietējās, reģionālās un valsts iestādes tika iesaistītas izstrādāto un pārbaudīto risinājumu pārnesamības potenciāla izpētē. Šīs iestādes sniedza konsultācijas par vairākiem svarīgiem aspektiem, piemēram: i) iekļaut NbS Valsts Tehnisko ēku kodeksa Būvniecības risinājumu katalogā, ii) izstrādāt pašvaldību un reģionālos noteikumus un nodokļu atvieglojumus, lai veicinātu šāda veida risinājumu izmantošanu, un iii) noskaidrot veidus, kā sertificēt ēkas ar NbS saskaņā ar ēku ilgtspējas standartiem. Pēc apspriešanās tika parakstītas interešu deklarācijas ar 8 pašvaldībām Badahosas provincē (Spānijā), lai veicinātu NbS izmantošanu nolūkā pielāgoties klimata pārmaiņām šo pašvaldību sabiedriskajās ēkās. No Spānijas Transporta, mobilitātes un pilsētprogrammas ministrijas tika saņemta atbalsta vēstule, kurā apstiprināta interese par projektu un sniegtas konsultācijas par projekta NbS turpmāku iekļaušanu Ēku tehniskajā kodeksā.

Šī atjaunotā skolas ēka ir kļuvusi par atsauci Estremaduras reģionā ilgtspējīgai būvniecībai, kas jāievēro nākotnē. Interese par tās uzturēšanu (ko nodrošina Badahosas provinces padome un Solana de los Barros pašvaldība) ir ļoti liela.

Tajā pašā laikā tika konstatēti arī daži šķēršļi, kas aizkavēja dažus plānotos uzdevumus un radīja nepieciešamību meklēt alternatīvus risinājumus, lai turpinātu projekta īstenošanu. Daži no šiem šķēršļiem (nepieciešamība pēc augsti specializētām tehniskajām spējām) var kavēt pārnesamības potenciālu. Galvenie ierobežojošie faktori ir apkopoti turpmāk.

• Ierobežota vietējā pieejamība būvniecības uzņēmumiem, kas spēj īstenot pasākumus. Lai risinātu šo problēmu, valstu līmenī tika noteikti specializēti uzņēmumi. Būvprojekta pareiza izstrāde ir būtiska. Jo augstāks detalizācijas līmenis, jo veiksmīgāks būs projekts. Darbu specializācijai (zaļie jumti, NbS ēnošanas sistēmas) projekta izstrādes laikā ir nepieciešama iepriekšēja tirgus izpēte. Sazinoties ar nozares profesionāļiem, ir iespējams iegūt īstenošanas priekšnoteikumus un budžetus, kas jāpārnes uz projektu kopā ar pārējo nepieciešamo darbu. Tas ļauj izvairīties no neparedzētām īstenošanas problēmām vai ārpustirgus budžetiem un iespējamiem publiskiem konkursiem, kurus nevar piešķirt.
• Neprecīza tehniskās apkopes pakalpojumu plānošana. Lai uzturētu NbS, ir nepieciešama pastāvīga to stāvokļa uzraudzība, jo īpaši karstā laikā, lai nodrošinātu apūdeņošanu un ūdens pieejamību.
• Konfliktējoši jautājumi starp darbuzņēmējiem par apūdeņošanas kontroles sistēmas ekspluatāciju un tehnisko prasmju trūkums tās optimālai izmantošanai. Bija jāmeklē uzņēmumi, kas specializējušies šāda veida darbībās valsts līmenī, un pienācīgi jāorganizē publiskie konkursi.
• Dažas sugas, kas izraudzītas izmantošanai NbS, izrādījās slikti piemērotas izdzīvošanai šajos vides apstākļos. Projekta gaitā dažas no šīm augu sugām tika aizstātas ar citām sugām no provinces stādaudzētavām vai izmantojot ārējus līgumus.
• Trūkst dažu būtisku datu, lai pienācīgi novērtētu dažus pielāgošanās rezultātus. Ēkā nebija pieejami ūdens skaitītāji ūdens patēriņa mērīšanai pirms un pēc NbS ieviešanas.
• Lēna un nepietiekama iekrāsoto augu platību (neapstrādātu vīnogulāju) augšana. NbS var būt nepieciešams ilgs laiks, pirms to rezultāti ir izmērāmi. Īpašas problēmas, kas saistītas ar dažu sugu (vīnogulāju lapotnes) zemo augšanas tempu, ir risinājis Karaliskais botāniskais dārzs (RJB-CSIC), kas ir īpašs konsultāciju dienests Badahosas provinces padomei.
• Dažas NbS augstās izmaksas. Laboratorijas līmenī ir izstrādāts caurlaidīgs bruģis ar fotokatalītisko aktivitāti, bet skolā tas nav ieviests galvenokārt izmaksu dēļ.

Skolas ēkā īstenotās NbS priekšrocības ir daudzējādas, kas liecina, ka šāda veida risinājumi var būt daļa no holistiskas reakcijas uz daudzām problēmām. Ieguvumi ietver elektroenerģijas un ūdens patēriņa ietaupījumus, vietējās biodaudzveidības pieaugumu, zaļo koridoru izveidi apputeksnētājiem un ēku estētikas uzlabošanu. Vietējo sugu izmantošana ēku zaļināšanai arī novērš invazīvu svešzemju sugu izplatīšanos.

Turklāt NbS nodrošina dzīvus materiālus skolēnu izglītībai, un paredzams, ka tas uzlabos skolēnu koncentrēšanos un sniegumu, uzlabos skolu darbinieku labjutību un klašu akustisko izolāciju. Dažus no šiem ieguvumiem var izmērīt tikai pēc dažiem gadiem, un tie ne vienmēr ir monetizējami, lai gan to vērtība ir neapstrīdama.

Tomēr līdz 2023. gada beigām (aptuveni divus gadus pēc īstenošanas) pirmie uzraudzības darbību rezultāti liecina par šādiem rezultātiem:

• Palielinājums par 1 991,20 m² zaļās zonas un 451,70 m² caurlaidīga bruģa izmēģinājuma ēkā.
• Virsmu ar zaļiem jumtiem vidējās temperatūras samazinājums par 5,4 °C salīdzinājumā ar virsmām bez veģetācijas.
• Temperatūras samazināšana klasēs zem 27 °C (ieteicamā vērtība iekštelpu siltuma komfortam) septembrī pēc NbS uzstādīšanas. Jūnija, jūlija un augusta karstākajos mēnešos šis mērķis netika sasniegts, bet temperatūra ir pazeminājusies salīdzinājumā ar iepriekšējo situāciju. Sagaidāms, ka vēlamais samazinājums tiks sasniegts turpmākajos gados, kad veģetācijas attīstības stāvoklis būs optimāls.
• Notekūdeņu zudumu samazinājums no vidēji 13 % situācijā bez iejaukšanās līdz 3 % ēkā ar īstenotajiem risinājumiem.
• 77 dzīvnieku sugu (galvenokārt lidojošu kukaiņu, mušu, odu un Hymenoptera) pieaugums un 16 papildu vietējo augu sugu kolonizācija renovētajā ēkā salīdzinājumā ar iepriekšējo situāciju. Bioloģiskās daudzveidības dati būs vēl pozitīvāki pēc tam, kad gadiem ilgi būs nobriedušas dabā balstītu risinājumu radītās ekosistēmas.

Izmaksu ziņā visnozīmīgākā daļa ietver materiālus, kas vajadzīgi prototipu uzstādīšanai, un tā personāla izmaksas, kas iesaistīts dažādos NbS projektēšanas, īstenošanas, uzraudzības un izplatīšanas posmos.

Risinājuma īstenošanas sākotnējās izmaksas uz kvadrātmetru (m²) ir šādas: 130.40-301.83 €/m² zaļajiem jumtiem, 88.59-105.51 €/m² zaļajām fasādēm, 54.29 €/m² drenāžas ietvēm, 2,862.04 €/m² automatizētajiem logiem, 252.71 €/m² dārzeņu lapenei un aptuveni 400 €/m² koku stādīšanai (atkarībā no stādāmās sugas). Tika veiktas aptuvenas aplēses par uzturēšanas izmaksām, un tās tika iekļautas pēc LIFE plāna (projekta tīmekļa vietnesrezultātu sadaļā).

Galvenais tiesiskais regulējums, kas reglamentē zaļo infrastruktūru Spānijā, sastāv no šādām regulām:

• Spānijas Tehnisko ēku kodekss. Tieši tiesiskais regulējums nosaka kvalitātes pamatprasības, kurām ēkām jāatbilst attiecībā uz drošību un apdzīvojamību, kas noteiktas Būvniecības noteikumu (LOE) 5. novembra Likumā Nr. 38/1999.
• Spānijas Zaļās infrastruktūras un savienojamības un ekoloģiskās atjaunošanas valsts stratēģija. Tas stājās spēkā 2021. gada jūlijā un ir stratēģiskās plānošanas dokuments, kas reglamentē zaļās infrastruktūras īstenošanu un attīstību Spānijā, izveidojot saskaņotu administratīvo un tehnisko satvaru visai Spānijas teritorijai, tostarp jūras ūdeņiem, kas ir valsts suverenitātē vai jurisdikcijā.
• Spānijas Nacionālais plāns par pielāgošanos klimata pārmaiņām (PNACC) 2021.–2030. gadam. Tas ir galvenais plānošanas instruments, lai veicinātu koordinētu rīcību pret klimata pārmaiņu ietekmi Spānijā. PNACC ietver NbS kā vēlamās iespējas pilsētām, pilsētplānošanai un ēkām.

Šā projekta īstenošana sākās 2019. gadā ar izmēģinājuma ēkas atlasi un beidzās 2021. gadā ar NbS īstenošanu izvēlētajā skolā. Izplatīšanas darbības, uzraudzības darbības un darbi NbS iekļaušanai būvnormatīvā notika turpmākajos gados, un paredzams, ka tie ilgs līdz 2028. gadam.

Izmēģinājuma ēku uztur Badahosas provinces padome un Solana de los Barros pašvaldība.  Ja NbS tiek labi uzturēts, tiek lēsts, ka tā lietderīgās lietošanas laiks pārsniedz 30 gadus.

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

Layman ziņojums - myBUILDINGisGREEN

Projekta nodevums C1 – Pamatziņojums par izmēģinājuma ēkām

Projekta nodevums C5.2. Ziņojumi (4) par ieteikumiem ekspertu sanāksmēm

Projekta nodevums C5.5 – LIFE-myBUILDINGisGREEN pieredzes atkārtojamības plāns

Projekta nodevums C5.6. Finanšu plāns LIFE-myBUILDINGisGREEN pieredzes atkārtojamībai