Laboratorní hodnocení střešních substrátů

Důležitým prvkem zelených střech je střešní substrát (vegetační vrstva). Většina komerčně vyráběných střešních substrátů je založena na anorganických komponentech, které se vyznačují dobrou vododržností a drenážní schopností. Proto jsou vhodnější než zeminy. Pro realizaci zelených střech se u nás někdy používají substráty vyrobené v zahraničí, na trhu však jsou i střešní substráty české provenience.

V laboratoři Výzkumného ústavu Silva Taroucy pro krajinu a okrasné zahradnictví (VÚKOZ), v. v. i., jsme testovali vlastnosti osmi modelových střešních substrátů připravených v české firmě zabývající se výrobou pěstebních substrátů.

Metody hodnocení
Pro hodnocení střešních substrátů se nejčastěji využívají metodiky německé společnosti Forschungsgesellschaft Landschaftsentwicklung Landschaftsbau e.V. (FLL). Společnost vydala řadu publikací, ve kterých jsou mimo jiné uvedeny požadavky na vlastnosti střešních substrátů a zároveň popsány metody měření, popřípadě se odkazuje na příslušné normy, většinou německé. Při hodnocení substrátů v laboratoři VÚKOZ jsme vycházeli z publikace Guidelines for the Planning, Construction and Maintenance of Green Roofing, kterou vydala FLL v roce 2008.
Požadavky na substrát se liší podle toho, pro který typ vegetačního pokryvu a pro jaké konstrukční uspořádání je určen. Je tedy důležité, zda se jedná o substrát pro extenzivně nebo intenzivně udržovanou zelenou střechu a zda se předpokládá vícevrstvé nebo jednovrstvé uspořádání (při vícevrstvém uspořádání jsou tři samostatné vrstvy: vegetační, filtrační a drenážní, popř. mohou být pouze dvě: vegetační a drenážní, při jednovrstvém uspořádání vegetační vrstva plní všechny funkce, tedy i filtrační a drenážní).

Složení substrátů
Složení testovaných substrátů odpovídalo současnému trendu. Převažovaly porézní anorganické materiály, u pěti z nich byl základem drcený expandovaný jíl (keramzit), u dvou škvára a u jednoho pemza. Pro zvýšení absorpčních schopností byl v některých obsažen zeolit, všechny obsahovaly rašelinu, kompostovanou kůru nebo kompost, které tvořily menší podíl.

Zrnitostní složení
Zrnitostní křivky jednotlivých testovaných substrátů jsou uvedeny v grafu 1. Většina křivek probíhá modře ohraničenou oblastí grafu vymezující optimum pro extenzivní substráty použité v jednovrstvém uspořádání. Do červeně ohraničené plochy vymezující optimum pro extenzivní substráty ve vícevrstvém uspořádání zasahují pouze částečně. Z jejich průběhu je patrné, že většina substrátů má relativně malý podíl jemných a středně velkých částic. Zrnitostní rozbor je třeba považovat za orientační zkoušku, nicméně existuje určitá souvislost mezi průběhem zrnitostních křivek a vododržností (viz dále). Zrnitostní křivky mohou být nástrojem optimalizace vlastnosti substrátů, výsledky se však musí posuzovat obezřetně. Podíl jednotlivých frakcí se uvádí v hmotnostních procentech, a proto dochází k určitému zkreslení, pokud substrát obsahuje částice s rozdílnou hustotou např. organické a anorganické složky nebo porézní a kompaktní materiály, první případ se týká i testovaných substrátů.
Maximální podíl částic menších než 0,063 mm je stanoven z důvodu prevence ucpávání drenážních vrstev, uvádí se ve hmotnostních procentech. Ve všech testovaných substrátech byl tento podíl menší než 15 %, což je limit pro extenzivní substráty, pět z nich pak splňovalo limit pro extenzivní a intenzivní substráty v jednovrstvém uspořádání (10 %).

Obsah organických látek
Všechny testované substráty obsahovaly rašelinu, kompost nebo kompostovanou kůru, které se obecně vyznačují dobrou vododržností (především rašelina), kompost navíc může být významným zdrojem živin, hlavně draslíku, ale také fosforu a dusíku. Tyto komponenty však nejsou stabilní, časem se rozkládají a smršťují. Proto by jejich podíl měl být malý, na extenzivně udržovaných střechách se někdy vůbec nepoužívají. Podle FLL by obsah organických látek neměl být vyšší než 90 g/l v intenzivních substrátech (splnilo šest substrátů), 65 g/l v extenzivních střešních substrátech (splnily čtyři substráty) a 40 g/l v intenzivních nebo extenzivních substrátech při jednovrstvé skladbě (splnily dva). Substráty S3 a S5 překračovaly i nejvyšší limit.

Objemová hmotnost
Objemová hmotnost suchého substrátu (OHS) a substrátu nasyceného vodou na max. vodní kapacitu (OHN) jsou důležité z hlediska únosnosti střech. OHS se pohybovala od 440 do 853 kg/m3, OHN od 794 do 1428 kg/m3. Relativné nízké objemové hmotnosti odpovídaly složení testovaných substrátů, ve kterých převažovaly porézní anorganické materiály.

MVK, pórovitost a obsah vzduchu
Maximální vodní kapacita (MVK) se pohybovala od 30 do 63 % obj. Podle požadavků FLL by měla být v rozmezí 45 až 60 % obj. u intenzivních substrátů (splňovaly S3, S4, S5, S6 a S8) a v rozmezí 35 až 65 % obj. u extenzivních (splňovaly všechny kromě S1, který pouze vyhovoval požadavku pro intenzivní popř. extenzivní substrát při jednovrstvé skladbě).
Pokud porovnáme výsledky, je patrné, že MVK souvisí se zrnitostním složením a též s obsahem organických látek. Substráty S3 a S5 s nejvyšší MVK měly „nejlepší“ průběh zrnitostních křivek, substrát S1 s nejnižší MVK měl současně „nejhorší zrnitostní křivku“ danou nízkým podílem malých a středních částic (graf 1). Byla zjištěna korelace mezi hodnotami MVK a obsahem částic 0–0,0,63 mm, ještě významnější pak byla korelace mezi MVK a obsahem částic 0–4 mm (graf 2) a mezi MVK a obsahem organických látek (graf 3).
Pórovitost by měla být větší než 55 % obj. (intenzivní), popř. 45 % obj. (extenzivní), všechny testované substráty splňovaly vyšší z obou limitů. Obsah vzduchu při nasycení vodou na MVK by měl být větší než 10 % obj., což splnilo šest substrátů, nevyhověly S3 a S5.

Text a foto RNDr. František Šrámek, CSc., Ing. Martin Dubský, Ph.D.
Výzkumný ústav Silva Taroucy pro krajinu a okrasné zahradnictví, v. v. i., Průhonice 

Více informací naleznete v tištěné verzi časopisu Zahradnictví 2/2012

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *