Sonaravne rešitve v šolah: zeleni način prilagajanja stavb podnebnim spremembam v Solani de los Barros v Ekstremaduri (Španija)

Solana de los Barros je občina v provinci Badajoz, ki spada v Extremaduro, eno od sedemnajstih avtonomnih skupnosti v Španiji.

Na podlagi podnebnih modelov, ki jih je razvil IPCC in so vključeni v regionalizirane scenarije podnebnih sprememb za Ekstremaduro, se pričakuje, da se bodo najvišje in najnižje povprečne temperature v tej regiji do konca 21.^{stoletja zvišale za približno 4 °C (scenarij z visokimi} emisijami – A2). Glede na to, da lahko temperatura v najbolj vročih mesecih doseže 35 °C, je zelo pomembno sprejeti ukrepe za preprečevanje toplotnega povečanja, do katerega lahko pride v stavbah. Poleg tega so opazili zmanjšanje števila hladnih dni in povečanje števila vročih dni. Če se bo ta trend nadaljeval, je pričakovati povečanje vročinskih valov. Ob upoštevanju istega scenarija se pričakuje, da se bo letna količina padavin do konca 21.^stoletja nekoliko zmanjšala, pri čemer naj bi bil končni odstotek za 20 % nižji kot zdaj.

Šolske stavbe naj bi se v prihodnjih desetletjih soočale s številnimi izzivi, ki zahtevajo popolno prenovo in boljše upoštevanje izolacijskih ukrepov za zagotovitev zdravja in dobrega počutja učencev in šolskega osebja.

Z vidika podnebnih sprememb je upravljanje odtočnih voda dodaten izziv, ki vodi k povečanju stroškov čiščenja odpadne vode za kanalizacijo in zmanjšanju količine vode, ki je na voljo v vodonosnikih.

Poleg podnebnih sprememb, kot je bilo priznano že v oceni ekosistemov tisočletja iz leta 2011, je Španija v zadnjih 50 letih doživela pospešen proces sprememb brez primere, ki je posledica netrajnostnega prevladujočega modela gospodarskega razvoja in življenjskega sloga, povezanega z njim. Spodbujajo se drastične spremembe v rabi zemljišč, ki so trenutno glavni neposredni vzrok za slabšanje stanja ekosistemov in izgubo biotske raznovrstnosti v državi.

Splošni cilj izvajanih NbS je prispevati k povečanju odpornosti stavb, ki se uporabljajo za izobraževanje v regiji Extremadura, na vse pogostejša obdobja pomanjkanja toplote in vode, ki so posledica podnebnih sprememb v južnoevropskih državah, ter izboljšati dobro počutje študentov in osebja, ki delajo v tovrstnih stavbah.

Za dosego tega splošnega cilja ima ta študija primera več posebnih ciljev:

1. Izboljšanje znanja o omrežnih storitvah na ravni stavb.
2. Analiza stroškov in koristi omrežnih storitev kot orodij za prilagajanje podnebnim spremembam.
3. Spodbujanje ukrepov upravljanja za izboljšanje prenosljivosti izvedenih rešitev z olajšanjem njihovega vključevanja v lokalne, regionalne in nacionalne predpise.
4. Prenos in replikacija prototipov NbS, ki so bili izvedeni in preskušeni v tej študiji primera, s pobudami za krepitev zmogljivosti specializiranega osebja.

V okviru projekta myBUILDINGisGREEN LIFE je bilo v osnovni šoli v kraju Solana de los Barros (Badajoz, Extremadura, Španija) zasnovanih, izvedenih in preizkušenih več novih učnih načrtov.

Izvedene ukrepe je mogoče razvrstiti v štiri glavne kategorije: zelene strehe, zelene fasade, prezračevanje in razvoj zunanjih površin.

Prvič, v šolski stavbi so bile izvedene zelene strehe. Zelene strehe so obetavna možnost za zmanjšanje temperature v stavbah, hkrati pa povečujejo lokalno biotsko raznovrstnost, naredijo bivalno okolje prijetnejše in učencem zagotavljajo možnost neposredne učne izkušnje o prilagajanju podnebnim spremembam.

Pilotna stavba je testirala tri vrste zelenih streh z več kot 25 avtohtonimi rastlinskimi vrstami. Prva rešitev je bila obsežna zelena streha (mBiGCUVE 1), druga pa streha z notranjo zračno komoro, ki se nahaja med streho in vegetacijskim substratom (mBiGCUVE 2). Preizkušeno je bilo, da ohrani višjo temperaturo, hkrati pa izboljša stopnjo vlažnosti in s tem zmanjša dodatne potrebe po namakanju. Tretja rešitev je vključevala bolj trajnosten substrat (mBiG-SUS), ki omogoča boljšo filtracijo deževnice. Glavna trajnost tega substrata je v tem, da je sestavljen iz recikliranih agregatov za izvedbo strešne drenaže. Dve od teh zelenih streh ponovno uporabljata odvečno vodo zaradi težnosti, da je na voljo za namakanje.

Druga kategorija NbS so zelene fasade. Uvedeni sistem zelenih fasad vključuje sistem posod, nameščenih na kovinskih konstrukcijah vzporedno in pravokotno na fasade stavb. Vključuje plezalne rastline, ki ščitijo fasado pred sončno svetlobo. Obstaja tudi vertikalni sistem tende z mineralnim substratom za vertikalno rast vegetacije. Vključuje rastline za hidroponsko namakanje, ki v sistem vključuje hranila in omogoča njihovo rast na mineralnem substratu. V notranjem hodniku stavbe je bil nameščen notranji vertikalni vrt s široko paleto rastlinskih vrst, da bi ohranili ustrezno raven vlažnosti in omejili visoke temperature, ki jih doživljamo v tej sobi. Ta sistem zahteva stalno vzdrževanje in obrezovanje, da bi se izognili padcu stene zaradi prekomerne telesne teže.

Nato je bil v stavbo vključen prezračevalni sistem, ki omogoča kroženje svežega zraka v šoli ponoči in zjutraj (9:30-10:00 / 12:30-13:00). Inducirani sistem naravnega prezračevanja je bil ustvarjen s programiranjem samodejnega zapiranja in odpiranja petih oken. Ta ukrep hladi okolje in zmanjšuje koncentracije CO2 v zaprtih prostorih ter spodbuja ponovno oksigenacijo v učilnicah.

Nadaljnji posegi so bili izvedeni na šolskem igrišču. Poleg sajenja dreves za naravno senčenje je bilo izvedenih več ukrepov, kot so:

• Vegetirana pergola: vključuje sistem posod na kovinskih konstrukcijah, podoben tistemu, ki je opisan za zeleno fasado, vendar brez sidranja na fasade stavb. Vključuje listopadne plezalne rastline.
• Porozno tlakovanje: prepustne površine, ki izboljšajo pronicanje deževnice in zmanjšajo odtekanje v kanalizacijo. Ta vrsta pločnika omogoča tudi rast naravne vegetacije.
• Lesene konstrukcije za senčenje rekreacijskih površin: te strukture se nahajajo na igriščih z visoko stopnjo zasedenosti učencev. Zasnovani so bili v sodelovanju z izobraževalno skupnostjo pilotne stavbe.

Za merjenje učinka rešitev, izvedenih v pilotni stavbi, je bil pripravljen načrt spremljanja in izvedene so bile meritve. Ker je za vzpostavitev omrežja potrebnega veliko časa, preden postanejo vsi učinki merljivi, se bo shema spremljanja nadaljevala tudi po koncu projekta, in sicer do pomladi 2028. Ta shema dolgoročnega spremljanja je bila vključena v Načrt po LIFE projektu myBUILDINGisGREEN LIFE, ki je na voljo v razdelku z rezultati na spletni strani projekta. Vzpostavljen je bil okvir 22 kazalnikov za merjenje: sprememba temperature (notranja temperatura v ovoju stavbe in v njem, zunanja temperatura in vlažnost ter ocenjeni prihranki energije in ogrevanja); upravljanje voda (ocenjeni prihranki, povezani s porabo vode, in prihranki pri upravljanju deževnice); c) upravljanje zelenih površin (povečana biotska raznovrstnost rastlin in živali ter število obnovljenih avtohtonih rastlinskih vrst, primernih za vključevanje v zelene površine); d) kakovost zraka v zaprtih prostorih in zmanjšanje hrupa (ravni koncentracije CO2 v učilnicah, ravni zmanjšanja hrupa od zunaj in ravni onesnaženosti z namestitvijo bioloških indikatorskih vrst in usposabljanjem za njihovo opazovanje); e) oživljanje mest (energetska učinkovitost in povečanje zelenih površin (površina in odstotek)), f) upravljanje in udeležba (občutek državljanov o mestni naravi, število izobraževalnih politik in strateških načrtov za prilagajanje podnebnim spremembam, ki vključujejo sonaravne rešitve in odprte participativne procese); g) socialna kohezija (število sporazumov z zainteresiranimi stranmi za morebitne dejavnosti replikacije); h) javno zdravje in dobro počutje (zmanjšanje števila odsotnosti učencev in bolniških odsotnosti učiteljev) ter i) gospodarske priložnosti in zaposlovanje (število ustvarjenih delovnih mest, ustvarjanje novih znanj in spretnosti v samozaposlenih podjetjih in podjetjih, povezanih z NbS, na tem področju ter zmanjšanje odsotnosti šolskega osebja). Več informacij o načrtu spremljanja je na voljo v namenskem videoposnetku spletnega usposabljanja, ustvarjenega v okviru projekta myBUILDINGisGREEN LIFE.

Izvajanje NbS je usklajeval lokalni organ, pokrajinski svet Badajoza, izvajalo pa ga je zasebno podjetje, ki mu je bil projekt dodeljen. Podprli so ga strokovnjaki španskega nacionalnega raziskovalnega sveta (CSIC) pri tehničnih vprašanjih v zvezi s stavbami ter pri izbiri in vzdrževanju rastlin. Fundacija CARTIF s sedežem v Valladolidu (Španija) je bila eden vodilnih tehničnih partnerjev pri oblikovanju, izvajanju in preskušanju NbS.

Te organizacije so podpirali lokalni organi, vključeni v gradbene projekte, in šolsko osebje, ki je izvajalo nacionalno podporno službo. Olajšali so zbiranje podatkov o porabi električne energije, energije ali vode, odsotnosti učencev in učiteljev itd. ter pomagali pri kampanjah vzorčenja na podlagi navedb strokovnjakov CARTIF in CSIC.

Za izvajanje NbS je bilo potrebno dejavno sodelovanje izobraževalne skupnosti osnovne šole, da bi se podprli njihova zasnova, izvajanje sistema spremljanja in spodbujanje dejavnosti, organiziranih v pilotni stavbi. Izvedenih je bilo nekaj participativnih delavnic z učenci, njihovimi starši in šolskim osebjem, da bi oblikovali spletne učilnice igrišč v skladu z njihovimi dejanskimi potrebami. Učenci na tej šoli so bili vključeni tudi v nekatere pobude za zbiranje podatkov s praktičnimi pouki, ki so jih vodili njihovi učitelji naravoslovja. Izkoristile so se priložnosti za razširjanje pomena sonaravnih rešitev pri prilagajanju stavb podnebnim spremembam družinam učencev in sosedom.

Med diseminacijskimi dogodki so bile organizirane tri razstave, na katerih so bile izvedene rešitve predstavljene izobraževalni skupnosti in prebivalcem okolice. Teh dogodkov se je udeležilo skoraj 100 ljudi. Organizirani so bili tudi konferenca v Badajozu, kongres v Madridu in dve spletni okrogli mizi s skupno udeležbo več kot 400 ljudi. Poleg tega je bilo v različnih medijih objavljenih več kot 100 novic, informacije pa so bile izmenjane z različnimi platformami znanja o prilagajanju podnebnim spremembam na nacionalni in mednarodni ravni.

Organizirana sta bila tudi dva osebna tečaja o zelenih strehah in zelenih fasadah ter spletni tečaj o izkušnjah, pridobljenih med izvajanjem nacionalne strategije izobraževanja na šoli, ki se ga je skupaj udeležilo več kot 250 ljudi.

Dejavniki, ki so spodbujali uspeh prilagoditvenih ukrepov, so bili plodno sodelovanje med projektnimi partnerji in šolsko skupnostjo. To sodelovalno okolje je omogočilo oblikovanje prilagojenih rešitev, ki obravnavajo dejanske potrebe učencev in šolskega osebja. To je omogočilo tudi zbiranje podatkov, koristnih za spremljanje rezultatov prilagajanja. Sestava projektnih partnerjev, ki združuje različna znanja in spretnosti ter strokovno znanje, je bila prav tako ključna za ustrezno oblikovanje in spremljanje izbranih ukrepov. Tudi program spremljanja, ki je pokazal spodbudne rezultate, je bil dejavnik uspeha. Uporabljajo se lahko za posnemanje preizkušenih rešitev v drugih šolah in stavbah.

Številne lokalne, regionalne in nacionalne oblasti so sodelovale pri preučevanju možnosti prenosljivosti rešitev, ki so bile zasnovane in preskušene. Te institucije so svetovale o več ključnih vidikih, kot so: (i) vključitev NbS v katalog gradbenih rešitev nacionalnega tehničnega gradbenega zakonika mest, (ii) oblikovanje občinskih in regionalnih predpisov in davčnih spodbud za spodbujanje uporabe te vrste rešitev ter (iii) iskanje načinov za certificiranje stavb z NbS v skladu s standardi trajnostnosti v stavbah. Po postopku posvetovanja so bile podpisane izjave o interesih z osmimi občinami v pokrajini Badajoz (Španija) za spodbujanje uporabe NbS za prilagajanje podnebnim spremembam v javnih stavbah v teh občinah. Špansko ministrstvo za promet, mobilnost in urbano agendo je poslalo pismo o podpori, v katerem je potrdilo zanimanje za projekt in ponudilo nasvete za prihodnjo vključitev projekta NbS v zakonik o tehnični gradnji.

Ta prenovljena šolska stavba je v regiji Ekstremadura postala referenca za trajnostno gradnjo, ki ji je treba slediti v prihodnosti. Zanimanje za njegovo vzdrževanje (ki ga zagotavljata pokrajinski svet Badajoz in občina Solana de los Barros) je zelo veliko.

Hkrati so se pojavile tudi nekatere ovire, zaradi katerih so bile nekatere načrtovane naloge odložene in zaradi katerih je bilo treba poiskati alternativne rešitve za nadaljevanje izvajanja projekta. Nekatere od teh ovir (potrebe po visoko specializiranih tehničnih zmogljivostih) bi lahko ovirale možnosti za prenosljivost. Glavni omejevalni dejavniki so povzeti v nadaljevanju:

• Omejena lokalna razpoložljivost gradbenih podjetij, ki so sposobna izvajati ukrepe. Za rešitev tega vprašanja so bila na nacionalni ravni opredeljena specializirana podjetja. Pravilna priprava gradbenega projekta je bistvenega pomena. Večja kot je raven podrobnosti, uspešnejši bo projekt. Specializacija dela (zelene strehe, sistemi senčenja NbS) zahteva predhodne tržne raziskave med pripravo projekta. Z vzpostavitvijo stika s strokovnjaki na tem področju je mogoče pridobiti predhodne pogoje in proračune za izvajanje, ki jih je treba prenesti na projekt skupaj s preostalim potrebnim delom. S tem se preprečijo nepredvidene težave pri izvajanju ali netržni proračuni in morebitni javni razpisi, ki morda ne bodo dodeljeni.
• Nenatančno načrtovanje storitev vzdrževanja. Za vzdrževanje NbS je potrebno stalno spremljanje njihovega stanja, zlasti v vročih obdobjih, da se zagotovi namakanje in razpoložljivost vode.
• Konfliktna vprašanja med izvajalci za upravljanje sistema za nadzor namakanja in pomanjkanje tehničnih znanj za njegovo optimalno uporabo. Na nacionalni ravni je bilo treba poiskati podjetja, specializirana za to vrsto dejavnosti, in ustrezno organizirati javne razpise.
• Nekatere vrste, izbrane za uporabo v NbS, so se izkazale za slabo primerne za preživetje v navedenih okoljskih razmerah. Med projektom so bile nekatere od teh rastlinskih vrst nadomeščene z drugimi vrstami iz pokrajinskih drevesnic ali z zunanjimi pogodbami.
• Pomanjkanje nekaterih ključnih podatkov za ustrezno oceno nekaterih rezultatov prilagajanja. Vodomeri v stavbi niso bili na voljo za merjenje porabe vode pred in po izvedbi NbS.
• Počasna in nezadostna rast zasenčenih rastlinskih prostorov (deviška vinska trta). NBS lahko zahteva veliko časa, preden so njihovi rezultati merljivi. Posebne težave z nizko stopnjo rasti nekaterih vrst (vine arbour) je obravnaval Kraljevi botanični vrt (RJB-CSIC), posebna svetovalna služba za pokrajinski svet Badajoza.
• Visoki stroški nekaterih NBS. Na laboratorijski ravni je bil razvit prepusten pločnik s fotokatalitsko aktivnostjo, ki pa v šoli ni bil izveden predvsem zaradi stroškov.

Koristi NbS, ki se izvajajo v šolski stavbi, so številne, kar kaže, da so lahko te vrste rešitev del celostnega odziva na več izzivov. Koristi vključujejo prihranke pri porabi električne energije in vode, povečanje lokalne biotske raznovrstnosti, vzpostavitev zelenih koridorjev za opraševalce in izboljšanje estetike stavb. Uporaba avtohtonih vrst za ozelenitev stavb preprečuje tudi širjenje invazivnih tujerodnih vrst.

Poleg tega zagotavljajo žive materiale za izobraževanje učencev, od njih pa se pričakuje, da bodo zagotovili boljšo koncentracijo in uspešnost učencev, boljše počutje šolskih delavcev in zvočno izolacijo učilnic. Nekatere od teh koristi je mogoče izmeriti šele po nekaj letih in niso vedno monetizirane, čeprav je njihova vrednost nesporna.

Vendar prvi rezultati dejavnosti spremljanja do konca leta 2023 (približno dve leti po začetku izvajanja) kažejo naslednje rezultate:

• Povečanje 1.991,20 m² zelenih površin in 451,70 m² prepustnih tlakovcev v pilotski stavbi.
• Zmanjšanje povprečne temperature površin z zelenimi strehami za 5,4 °C v primerjavi s tistimi brez vegetacije.
• Znižanje temperature v učilnicah pod 27 °C (priporočena vrednost za notranje toplotno udobje) septembra po namestitvi sistema NbS. V najbolj vročih mesecih junija, julija in avgusta ta cilj ni bil dosežen, vendar se je temperatura v primerjavi s prejšnjim stanjem znižala. Pričakuje se, da bo želeno zmanjšanje doseženo v prihodnjih letih, ko bo stanje razvoja vegetacije optimalno.
• Zmanjšanje izgube deževnice zaradi odtekanja s povprečno 13 % v razmerah brez posredovanja na 3 % v stavbi z izvedenimi rešitvami.
• Povečanje števila 77 živalskih vrst (predvsem letečih žuželk, muh, komarjev in himenopter) in kolonizacija 16 dodatnih avtohtonih rastlinskih vrst v prenovljeni stavbi v primerjavi s prejšnjim stanjem. Podatki o biotski raznovrstnosti bodo po letih zorenja ekosistemov, ki so jih ustvarile sonaravne rešitve, še bolj pozitivni.

Kar zadeva stroške, največji delež vključuje materiale, potrebne za namestitev prototipov, in stroške osebja, vključenega v različne faze zasnove, izvajanja, spremljanja in razširjanja NbS.

Začetni stroški za izvedbo rešitve na kvadratni meter (m2)so: 130,40–301,83 EUR/m² za zelene strehe, 88,59–105,51 EUR/m² za zelene fasade, 54,29 EUR/m² za odcejanje pločnikov, 2862,04 EUR/m² za avtomatizirana okna, 252,71 EUR/m² za zelenjavno pergolo in približno 400 EUR/m² za sajenje dreves (odvisno od vrste, ki bo posajena). Izdelane so bile nekatere grobe ocene stroškov vzdrževanja, ki so bile vključene v načrt After-LIFE (razdelekz rezultati na spletni strani projekta).

Glavni pravni okvir, ki ureja zeleno infrastrukturo v Španiji, sestavljajo naslednji predpisi:

• Španski tehnični gradbeni zakonik. Prav regulativni okvir določa osnovne zahteve glede kakovosti, ki jih morajo stavbe izpolnjevati v zvezi z varnostjo in bivalnostjo, določene v zakonu 38/1999 z dne 5. novembra o gradbeni uredbi.
• Španska nacionalna strategija za zeleno infrastrukturo in povezljivost ter ekološko obnovo. Veljati je začela julija 2021 in je dokument strateškega načrtovanja, ki ureja izvajanje in razvoj zelene infrastrukture v Španiji ter vzpostavlja usklajen upravni in tehnični okvir za celotno špansko ozemlje, vključno z morskimi vodami pod nacionalno suverenostjo ali jurisdikcijo.
• Španski nacionalni načrt za prilagajanje podnebnim spremembam (PNACC) za obdobje 2021–2030. Je temeljni instrument načrtovanja za spodbujanje usklajenega ukrepanja proti učinkom podnebnih sprememb v Španiji. PNACC sprejema NbS kot želene možnosti za mesta, urbanistično načrtovanje in stavbe.

Izvajanje tega projekta se je začelo leta 2019 z izbiro pilotne stavbe in končalo leta 2021 z izvajanjem nacionalne podporne službe na izbrani šoli. Dejavnosti razširjanja, dejavnosti spremljanja in dela za vključitev NbS v gradbeni zakonik so potekali v naslednjih letih in naj bi trajali do leta 2028.

Pilotno stavbo vzdržujeta pokrajinski svet Badajoza in občina Solana de los Barros.  Če je NbS dobro vzdrževan, je njegova življenjska doba ocenjena na več kot 30 let.

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 poročilo - myBUILDINGisGREEN

Končni rezultat projekta C1 – izhodiščno poročilo o pilotnih stavbah

Končni rezultat projekta C5.2 – Poročila (4) o priporočilih za srečanja strokovnjakov

Končni rezultat projekta C5.5 – Načrt ponovljivosti izkušnje LIFE-myBUILDINGisGREEN

Končni rezultat projekta C5.6 – Finančni načrt za ponovljivost izkušnje LIFE-myBUILDINGisGREEN