Název projektu
Experimentální ověření vzdálenostního gradientu teploty vzduchu a relativní vlhkosti na exteriérové zelené stěně (s automatickou závlahou kořenící v boxech)
Kód
SP2022/122
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 i takové zelené stěny, které svým konstrukčním řešením umožňují růst nejen popínavým rostlinám.
Exteriérové zelené stěny se mohou podílet a vykonávat významné environmentální, ekosystémové a sociální služby. 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).
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. Nespornou výhodou všech typů exteriérových stěn je jejich vertikální umístění na fasádách - pro jejich umístění tedy není nutné hledat novou cvhodnout půdorysnou plochu ve městě a přitom mohou plnit podobné funkce. Tato problematika souvisí s tématem mé disertační práce s názvem: Některé “environmentální aspekty managementu fungování města” (školitel doc. Ing. Barbara Vojvodíková, Ph.D.). Téma disertační práce bylo na základě doporučení u Státní doktorské zkoušky zúženo pouze na téma exteriérových zelených stěn nový název však bude projednáván až v únoru).
Problematika exteriérových zelených stěn dále navazuje na již řešenou SGS v roce 2020 a 2021 (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.; SP2021/113, název Experimentální ověření vzdálenostního gradientu teplot a vlhkosti na exteriérových zelených stěnách při jejich plném ozelenění; hlavní řešitel Ing. Adéla Brázdová, spoluřešitel Ing. Markéta Křístková, školitelka: doc. Ing. Barbara Vojvodíková, Ph.D.).
V rámci SGS SP2021/113 byly pořízeny data-loggery, které byly následně umístěny na exteriérovou zelenou stěnu (typ živé zelené stěny s automatickou závlahou kořenící v boxech) pro sběr dat teploty a relativní vlhkosti vzduchu. Na živou zelenou stěnu bylo v loňském roce umístěno celkem 10 data-loggerů (ve dvou úrovních po 5 kusech), další 4 byly rozmístěny v blízkosti této exteriérové zelené stěny a jsou považovány za referenční (koruna stromu, trélaž, dopravní značka, střecha nad měřenou stěnou). Tyto data-loggery snímají data od 20.5.2021. Tento sběr dat bude prováděn až do konce května 2022. Měření na této zelené stěně bylo umožněno díky laskavému souhlasu majitele projekční a realizační firmy zaměřené na zelené stěny LIKO-S, a.s. v místě sídla firmy, a to ve Slavkově u Brna (IČ: 60734795 U Splavu 1419, 684 01 Slavkov u Brna).
Díky datům získaným během celého kalendářního roku je možné ověřit dopad živé zelené stěny na její blízké okolí v průběhu nejen letních měsíců, ale celého roku. Hypotézou pro tento projekt je tedy vliv živé zelené stěny na její blízké okolí v podmínkách našeho podnebného pásu, a to: a) snižování teploty v letních měsících; b) zvyšování teploty v zimních měsících, c) zjištění vlivu zelené stěny v neutrálních měsících.
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
Přehled metod:
Upřesnění hypotézy
Diferenciace dat do vhodných úseků - jarní, letní, podzimní a zimní období + rozdělení do časových intervalů
Statistické posouzení (např. test normality) a statistické vyhodnocení naměřených dat
Syntéza získaných informací a zhodnocení účinnosti aplikace zelených stěn v exteriéru s cílem zlepšení prostředí pro obyvatele - Ověření platnosti hypotézy
Finalizace projektu
Způsob sběru dat
Projekt navazuje na projekt SGS SP113/2021, díky kterému již probíhá měření. Toto měření probíhá ve Slavkově u Brna, na exteriérové zelené stěně (typ živé zelené stěny s automatickou závlahou kořenící v boxech) realizační a projekční firmy LIKO-S, a.s. (IČ: 60734795 U Splavu 1419, 684 01 Slavkov u Brna). Samotné měření probíhá ve vzdálenosti 150 a 300 mm od vnějšího líce exteriérové zelené stěny (typ živé zelené stěny s automatickou závlahou kořenící v boxech). V této vzdálenosti je umístěno 5 data-loggerů ve dvou řadách (celkem 10) pro snímání teploty vzduchu a relativní vlhkosti vzduchu. Zbylé 4 data-loggery jsou považovány za referenční a jejich rozmístění je v blízkosti měřené stěny, a to v koruně stromu (platan), v trélaži (vistárie), na dopravní značce nad parkovací plochou a na střeše (za atikou) nad měřenou stěnou. Při měsíční kontrole a sběru dat bude prováděno i měření proudění vzduchu pomocí anemometru.
Harmonogram prací:
Leden – květen 2022 průběžný sběr dat (relativní vlhkost vzduchu, teplota) z data-loggerů ve firmě LIKO-S (Slavkov u Brna), průběžné zpracovávání naměřených dat a jejich vyhodnocení + Zpracování teoretické části u zelených stěn s probíhajícím měřením
začátek června 2022 úplná demontáž sond, finální zpracování výstupů z měsíčních měření; posouzení rozdílnosti teplot v závislosti na referenčních bodech, statistické vyhodnocení dosažených výsledků a jejich formální zpracování
červen-červenec 2022 testování hypotéz a vyhodnocení provedených výzkumů, finalizace projektu
červenec-srpen 2022 příprava odborného článku
září-prosinec 2022 - publikační proces + pracování na změnách požadovaných při revizích odevzdaného článku
Studentka Ing. Adéla Brázdová je hlavním řešitelem tohoto projektu, který tématicky navazuje na dva předchozí projekty SGS (SP2020/131 a SP2021/113) a má tak prohlubovat znalosti problematice zelených stěn a částečně ověřovat informace získané studiem odborné literatury. Téma tohoto i předešlých projektů 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 měsíčně (leden-květen) in-situ kontrolovat měřicí zařízení a také získaná data teploty vzduchu a relativní vlhkosti vzduchu sbírat. Dále bude v průběhu celého projektu data zpracovávat a kontrolovat, v červnu dosažené výsledky vyhodnocovat.
Studentka Ing. Markéta Křístková je zaškoleným pracovníkem s přístrojem anemometr a bude se podílet na vyhodnocení dat z tohoto typu měření (SGS SP2020/123 - Analýza stávajících mimoúrovňových propojení – podchodů v Ostravském veřejném prostoru a následná optimalizace provozních nákladů).
Zdůvodnění nákladů
Materiálové náklady: 12 lithiových baterií typu 1/2AA do dataloggerů (1 ks cca 250 Kč; 12x250=3000 Kč)
Cestovní náklady: celkem 3 000 Kč
- Měsíční kontrola dataloggerů a sběr dat teploty vzduchu a relativní vlhkosti vzduchu ve Slavkově u Brna (leden-květen) +
deinstalace – 6x2x cca 250 Kč = 3 000 Kč
Služby: celkem 75 593 Kč
- článek v časopise Urban Climate (Elsevier) = 2580 EUR = cca 66 204 Kč
- účast na konferenci SGEM Vienna Green (virtuál Presenter) = 249 EUR = 6 389 Kč
- korektury překladu – 3 000 Kč
Stipendia: celkem 36 657 Kč
- Hlavní řešitel – Ing. Adéla Brázdová – 28 000 Kč
- Student – Ing. Markéta Křístková 8 657 Kč
Doplňkové (režijní) náklady: 13 250 Kč
Drobný hmotný a nehmotný majetek: 1 000 Kč
Rok zahájení
2022
Rok ukončení
2022
Poskytovatel
Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy
Kategorie
SGS
Typ
Specifický výzkum VŠB-TUO
Řešitel