Název projektu
Experimentální ověření vzdálenostního gradientu teplot a vlhkosti na exteriérových zelených stěnách při jejich plném ozelenění
Kód
SP2021/113
Předmět výzkumu
Z historického hlediska jsou exteriérové zelené fasády z pnoucích rostlin tradiční součástí lidského sídla. Již ve starověkém a antickém Řecku se pro tyto účely pěstoval posvátný břečťan [1,2] ve středověkých klášterních zahradách se jednalo především o vinnou révu, břečťan a růže [2] a v secesi jsou již popínavé rostliny považovány za propojení zahrady a domu [1,3]. I dnes se setkáváme s tradičními přirozenými zelenými stěnami (jako např. břečťanem obrostlý dům). Nově se objevují zelené stěny a zelené fasády, které svým konstrukčním řešením umožňují růst nejen popínavým rostlinám.
Exteriérové zelené stěny se mohou podílet a vykonávat významné služby v environmentálních, ekosystémových a sociálních oblastech. Z předběžné rešerše literatury dopad na blízké okolí - např. autor Wong a kolektiv ve svém článku [4] uvádí, že snižují venkovní teplotu až do vzdálenosti 60 cm, a dále autor Zhang [5] uvádí, že tyto zelené stěny dokonce poskytují určité finanční úspory na vnitřní klimatizaci během letních měsíců. Obě uvedené studie proběhly v jiném podnebném pásu (Singapur, Hongkong).
Přes veškeré jejich výhody se však na území ČR exteriérové zelené stěny prakticky nevyskytují. Na základě rešerše a průzkumu uvedeného v SGS 2020/131 [6] bylo zjištěno, že na území ČR existuje pouze 7 realizačních firem zabývajících se zelenými stěnami, s celkovým počtem 141 realizací, z nichž 135 (95,74%) bylo provedeno v interiéru a pouze 6 (4,26 %) v exteriéru. Pro potvrzení tohoto tvrzení bylo v rámci projektu [6] provedeno dotazníkové šetření. Tohoto šetření se zúčastnilo 50 respondentů z Moravskoslezského a Olomouckého kraje. Z tohoto počtu pouze 7 respondentů se k setkalo s exteriérovou zelenou stěnou na území ČR, zatímco v zahraničí se stejní respondenti s exteriérovými zelenými stěnami setkali v 19 případech. Na základě dotazníkového šetření tedy lze tvrdit, že se obyvatelé Olomouckého a Moravskoslezského kraje v zahraničí setkávají s exteriérovými zelenými stěnami přibližně třikrát více než v ČR [6].
Předmětem řešení této SGS bude ověření dopadu zelené stěny na její vnější okolí, tedy na ověření tvrzení o snižování teploty v blízkém okolí exteriérové zelené stěny, v našem podnebném pásu. Sběr dat pro ověření hypotézy bude proveden na existující realizaci zelené stěny. Měření na této zelené stěně bude možné díky laskavému souhlasu majitele tj. projekční a realizační firmou zaměřenou na zelené stěny: LIKO-S, a.s. (IČ: 60734795 U Splavu 1419, 684 01 Slavkov u Brna).
Exteriérové zelené stěny mohou být v návaznosti na stávající zástavbu významným prvkem v urbánní struktuře města a zároveň jsou úzce propojené s environmentálním aspektem města. Tato problematika souvisí s tématem mé disertační práce s názvem: Některé environmentální aspekty managementu fungování města (školitel doc. Ing. Barbara Vojvodíková, Ph.D.). Problematika exteriérových zelených stěn dále navazuje na již řešenou SGS v roce 2020 (SP2020/131, název: Posouzení možností pro aplikaci zelených stěn v exteriéru s cílem zlepšení prostředí pro obyvatele; hlavní řešitel Ing. Adéla Brázdová, spoluřešitel: Ing. Markéta Křístková, školitel: doc. Ing. Barbara Vojvodíková, Ph.D.) [3]. V rámci tohoto projektu byly vydány (nebo jsou aktuálně v tisku) dva články. První s názvem The Exterior Green Walls and their Perspective in High Density Parts of Urban Area (XXth International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying, Geology and Mining, Ecology and Management – SGEM 2020) a druhý článek s názvem The Exterior Green Walls: Their Potential and Awareness of General Public in the Czech Republic (SGEM International Scientific Conferences on Earth & Planetary Sciences – „Green Sciences for Green Life“ – Green SGEM 2020).
Zdroje:
[1] WALDHAUSER, Jan. Popínavé rostliny a jejich význam pro zahradní a krajinářskou tvorbu [online]. Brno, 2015 [cit. 2020-12-17]. Dostupné z: https://docplayer.cz/46586094-Popinave-rostliny-a-jejich-vyznam-pro-zahradni-a-krajinarskou-tvorbu.html. Bakalářská práce. Mendelova univerzita v Brně, Ústav biotechniky zeleně. Vedoucí práce Ing. Jiří Martinek, Ph.D.
[2] KRAJČOVIČOVÁ, Daniela. Popínavé rostliny v zahradě. CPRESS, 2005. ISBN 80-251-0254-8.
[3] LUDWIG, Karl H. a Iva ŠUCHMANNOVÁ. Popínavé rostliny: edice Zahrada plus. Rebo, 2005. ISBN 80-7234-393-9.
[4] WONG, Nyuk Hien, Alex Yong Kwang TAN, Yu CHEN, Kannagi SEKAR, Puay Yok TAN, Derek CHAN, Kelly CHIANG a Ngian Chung WONG. Thermal evaluation of vertical greenery systems for building walls. Building and Environment [online]. 2010, 45(3), 663-672 [cit. 2020-12-17]. Dostupné z: https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2009.08.005
[5] ZHANG, Lei, Zhichao DENG, Lisha LIANG, Yu ZHANG, Qinglin MENG, Junsong WANG a Mattheos
SANTAMOURIS. Thermal behavior of a vertical green facade and its impact on the indoor and outdoor thermal environment. Energy & Buildings [online]. 2019, 2019(204) [cit. 2020-12-17]. Dostupné z: doi:https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2019.109502
[6] BRÁZDOVÁ, Adéla a Markéta KŘÍSTKOVÁ. Posouzení možností pro aplikaci zelených stěn v exteriéru s cílem zlepšení prostředí pro obyvatele: SP2020/131 [online]. VŠB-TU Ostrava, 2020. Studentská grantová soutěž. Vysoká škola báňská - Technická Univerzita Ostrava. Školitel Doc. Ing. Barbara Vojvodíková, Ph.D.
Přehled metod:
Upřesnění hypotézy, návrh pokusné aparatury a stanovení výzkumných nejistot
Výběr a pořízení data-loggerů pro sběr dat (teplota vzduchu a relativní vlhkost vzduchu)
Návrh instalace měřících zařízení
Doplnění obecné teoretické části o zelených stěnách z SGS SP2020/131
Zpracování teoretické části u zelených stěn s probíhajícím měřením
Instalace měřících zařízení – data-loggery snímající teplotu a relativní vlhkost vzduchu
Měsíční měření proudění vzduchu – anemometr – přístroj měří i teplotu vzduchu, tzn. Bude použit i jako referenční bod
Provedení analýzy rozdílnosti teplot v závislosti na typu konstrukce zelené stěny
Statistické posouzení (např. test normality) a statistické vahodnocení naměřených dat
Syntéza získaných informací a zhodnocení účinnosti aplikace zelených stěn v exteriéru s cílem zlepšení prostředí pro obyvatele - Ověření platnosti hypotézy
Způsob sběru dat
Měření bylo umožněno firmou LIKO-S, a.s. (IČ: 60734795 U Splavu 1419, 684 01 Slavkov u Brna) na jedné z jejich realizovaných exteriérových zelených stěn. Samotné měření je uvažováno ve vzdálenosti 150 a 300 mm od vnějšího líce exteriérové zelené stěny.
V této vzdálenosti je uvažováno umístění 5 data-loggerů ve dvou řadách (celkem 10) pro snímání teploty vzduchu a relativní vlhkosti vzduchu. Upřesnění rozmístění v závislosti na místních podmínkách, tzn. přesné rozmístění a vzdálenost měřících bodů bude finalizováno v lednu 2021. Zbylé 4 data-loggery jsou uvažovány jako referenční a jejich rozmístění bude upřesněno také v lednu 2021.
Harmonogram prací:
Leden – únor 2021 sběr informací, rešerše literatury, návrh pokusné aparatury návrhy směrů řešení, návrh umístění referenčních data-loggerů
únor 2021 testovací měření (v případě teplého února), umístění referenčních data-loggerů, aplikace teplotních sond
březen – září 2021 průběžný sběr dat (relativní vlhkost vzduchu, teplota) z data-loggerů ve firmě LIKO-S (Slavkov u Brna), měsíční měření proudění vzduchu (anemometr), průběžné zpracovávání naměřených dat a jejich statistické vyhodnocení a zapracovávání do publikací
říjen 2021 Úplná demontáž sond, finální zpracování výstupů z měsíčních měření; posouzení rozdílnosti teplot v závislosti na referenčních bodech, vyhodnocení dosažených výsledků a jejich formální zpracování
listopad 2021 testování hypotéz a vyhodnocení provedených výzkumů, finalizace projektu
prosinec 2021 příprava odborného článku
Studentka Ing. Adéla Brázdová je hlavním řešitelem tohoto projektu, který tématicky navazuje na projekt SGS (SP2020/131) a má tak prohlubovat znalosti problematice zelených stěn a částečně ověřovat informace získané studiem odborné literatury. Téma projektu SP2021/113 souvisí s tématem disertační práce Ing. Adély Brázdové s názvem: Některé environmentální aspekty managementu fungování města (školitel doc. Ing. Barbara Vojvodíková, Ph.D.). Studentka bude instalovat a kontrolovat měřicí zařízení a měsíčně (březen-září) bude získaná data sbírat. Dále bude v průběhu celého projektu data zpracovávat a v říjnu dosažené výsledky vyhodnocovat.
Studentka Ing. Markéta Křístková je zaškoleným pracovníkem s přístrojem anemometr (SGS SP2020/123 - Analýza stávajících mimoúrovňových propojení – podchodů v Ostravském veřejném prostoru a následná optimalizace provozních nákladů).
Zdůvodnění nákladů
Materiálové náklady: celkem 41 000 Kč (nákup data-loggerů pro denní měření teploty a relativní vlhkosti vzduchu – uvažovaný počet 14 ks (standardní cena za kus přibližně 2 500 Kč; cena celkem 33 600 Kč bez DPH (s DPH přibližně 41 000 Kč); např. OM-HL-SP-TH)
Cestovní náklady: celkem 2 970 Kč
- testovací měření v půlce února – cesta Ostrava – Brno hl.n. – Slavkov u Brna = 2x cca 165 Kč = 330 Kč
- Instalace sond na konci února – cesta Ostrava – Brno hl.n. – Slavkov u Brna = 2x cca 165 Kč = 330 Kč
- Měsíční kontrola a sběr dat (březen-září) + deinstalace – 7x2x cca 165 Kč = 2 310 Kč
Služby: celkem 5 200 Kč
- článek v časopise Urban Ecosystems (eJournal) - 79 EUR = cca 2 200 Kč
- korektury – 3 000 Kč
Stipendia: celkem 22 012 Kč
- Hlavní řešitel – Ing. Adéla Brázdová – 15 000 Kč
- Student – Ing. Markéta Křístková – 7 012 Kč
Doplňkové (režijní) náklady: 8 020 Kč
Drobný hmotný a nehmotný majetek: 1 000 Kč
Rok zahájení
2021
Rok ukončení
2021
Poskytovatel
Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy
Kategorie
SGS
Typ
Specifický výzkum VŠB-TUO
Řešitel