VYSOKÁ ŠKOLA TECHNICKÁ A EKONOMICKÁ
V ČESKÝCH BUDĚJOVICÍCH
Úsek prorektora pro komercionalizaci a tvůrčí činnost
VŠTE Tel.: +420 775 867 034 IČO: 75081431
Okružní 517/10 ID datové schránky: 72pj9jc DIČ: CZ75081431
370 01 České Budějovice E-mail: stehel@mail.vstecb.cz www.VSTECB.cz
Název projektu
Technicko-ekonomická optimalizace vegetačních prvků staveb
Technical-economic optimization of vegetation elements of buildings
Anotace
Výzkumná náplň řešitelského kolektivu je zaměřena na krajinně-vegetační a technicko ekonomickou
optimalizaci vegetačních prvků staveb. Cílem projektu je na základě rešerší a studií stávajících vegetačních
systémů horizontálních i vertikálních konstrukcí navrhnout varianty vegetačních prvků a jejich technickou a
ekonomickou optimalizaci (1. část projektu). Výsledky 1. části projektu budou následně použity pro návrh
ekologických prvků liniových dopravních staveb (2. část projektu) ve formě architektonické studie. Hlavním
výstupy projektu se předpokládají rešerše a souhrn současného stavu problematiky a poklady pro zpracování
žádosti TAČR „Krajinně-vegetační a technicko-ekonomická optimalizace ekologických prvků liniových
dopravních staveb“ zaměřená na návrh vertikální ochranné vegetační bariéry s řízeným vodním režimem ve
spolupráci s OLIVIA s.r.o., RB Ecology, Jihočeským krajem a MZP ČR.
Projektový tým
Hlavní řešitel (akademický pracovník) Ing. Michal Kraus, Ph.D.
Další řešitelé – studenti (magisterského programu)1
Bc. Petra Lencová, učo 17525
Bc. Lucie Krobová, učo 15876
Bc. Kristýna Mikulecká, učo 15986
Bc. Tomáš Miller, učo 17527
Bc. Tomáš Protiva, učo 12085
Bc. Markéta Žánová, učo 14347
Další řešitelé – akademičtí pracovníci Ing. et Ing. Petra Nováková (administrativní zajištění)
Ing. Jan Plachý, Ph.D.
doc. Ing. Jaroslav Žák, CSc. (mentor)
1 Studentů musí být více jak 50 %
VYSOKÁ ŠKOLA TECHNICKÁ A EKONOMICKÁ
V ČESKÝCH BUDĚJOVICÍCH
Úsek prorektora pro komercionalizaci a tvůrčí činnost
VŠTE Tel.: +420 775 867 034 IČO: 75081431
Okružní 517/10 ID datové schránky: 72pj9jc DIČ: CZ75081431
370 01 České Budějovice E-mail: stehel@mail.vstecb.cz www.VSTECB.cz
Zásadní odborné výstupy členů výzkumného týmu relevantních pro projekt za poslední 3
roky
• JUHÁSOVÁ ŠENITKOVÁ, Ingrid, Michal KRAUS a Petra NOVÁKOVÁ. Budovy a prostředí: Adresná
identifikace, analýza výskytu a metodologie optimalizace vybraných složek vnitřního prostředí budov. 1.
vyd. Stalowa Wola, Polsko: Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích, 2018. 278 s.
ISBN 978-83-63767-31-0.
• KRAUS, Michal, Terezie VONDRÁČKOVÁ a Vladimír NÝVLT. Defects, faults and accidents of
contemporary constructions. In Ingrid Juhásová Šenitková. MATEC Web of Conferences 93 (2017): 8th
International Scientific Conference Building Defects (Building Defects 2016). Volume 93, 2017. France:
EDP Sciences, 2016. s. 03004-3010. ISBN 978-2-7598-9012-5.
doi:10.1051/matecconf/201779303004.
• KRAUS, Michal. Assessment of Carrying Capacity of Timber Element Using SBRA Method. In
Marschalko M.,Drusa M.,Rybak J.,Yilmaz I.,Segalini A.,Coisson E.. IOP Conference Series: Materials
Science and Engineering, Volume 245, Issue 2 (World Multidisciplinary Civil Engineering-ArchitectureUrban
Planning Symposium 2017). 1. vyd. Spojené království: Institute of Physics Publishing, 2017. s.
nestránkováno, 8 s. ISSN 1757-8981. doi:10.1088/1757-899X/245/2/022008.
• KRAUS, Michal. Risk assessments of contemporary accidents in construction industry. In Ingrid
Juhásová Šenitková. MATEC Web of Conferences 146 (2018): 9th International Scientific Conference
Building Defects (Building Defects 2017). Volume 146, 2018. Francie: EDP Sciences, 2018. s.
nestránkováno, 6 s. ISBN 978-2-7598-9032-3. doi:10.1051/matecconf/201814603004.
• MAROUŠEK, Josef, Simona HAŠKOVÁ, Robert ZEMAN, Jaroslav ŽÁK, Radka VANÍČKOVÁ, Anna
MAROUŠKOVÁ, Jan VÁCHAL a Kateřina MYŠKOVÁ. Polemics on Ethical Aspects in the Compost Business.
Science and Engineering Ethics, NETHERLANDS: SPRINGER, 2016, Volume 22, Issue 2, s. 581-589. ISSN
1471-5546.
• MYŠKOVÁ, Kateřina a Jaroslav ŽÁK. Data Envelopment Analysis for Technological, Environmental and
Economic Analysis of Motorway Underpasses. ACTA UNIVERSITATIS AGRICULTURAE ET
SILVICULTURAE MNDELINEAE BRNUNENSIS, Brno: Mendelu Brno, 2016, roč. 64, č. 1, s. 307-314. ISSN
2464-8310.
• NOVÁKOVÁ, Petra. Use of technical hemp in the construction industry. In Juhasova Senitkova I. 9th
International Conference Building Defects, Building Defects 2017. 1. vyd. France: EDP Sciences, MATEC
Web Conf., 2017. s. nestránkováno, 8 s. ISSN 2261-236X.
• PLACHÝ, Jan, Jana VYSOKÁ a Radek VEJMELKA. IMPACT OF SURFACE MODIFICATION ON WATER
ABSORPTION OF BITUMEN SHEETS. In neuvedeno. "18th International Multidisciplinary Scientific
GeoConference, SGEM 2018". 1. vyd. Bulharsko: STEF92 Technology Ltd., 2018. s. 235-241, 8 s. ISSN
1314-2704.
• PLACHÝ, Jan, Jana VYSOKÁ a Radek VEJMELKA. Influence of the frontal joint of the bitumen sheet on
the final strength of the joint. In Ingrid Juhásová Šenitková, Michal Kraus, Jan Plachý. 9th International
Scientific Conference BUILDING DEFECTS 2017. 1. vyd. France: MATEC Web of Conferences, 2017. s.
nestránkováno, 5 s. ISBN 978-2-7598-9032-3.
VYSOKÁ ŠKOLA TECHNICKÁ A EKONOMICKÁ
V ČESKÝCH BUDĚJOVICÍCH
Úsek prorektora pro komercionalizaci a tvůrčí činnost
VŠTE Tel.: +420 775 867 034 IČO: 75081431
Okružní 517/10 ID datové schránky: 72pj9jc DIČ: CZ75081431
370 01 České Budějovice E-mail: stehel@mail.vstecb.cz www.VSTECB.cz
• PLACHÝ, Jan, Jana VYSOKÁ, Radek VEJMELKA, Jan HORSKÝ a Vítězslav VACEK. Issue of Changes in
Adhesion of Bitumen Sheet to Primary Layer over the Course of Time in Multilayer Waterproofing
during Shear Testing. In Marian Drusa, Isık Yilmaz, Marian Marschalko, Eva Coisson, Jaroslaw Rybak
and Andrea Segalini. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering,. 1. vyd. Spojené
království: Institute of Physics Publishing, 2017. s. nestránkováno, 7 s. ISSN 1757-8981.
• ŠÁL, Jiří a Petra NOVÁKOVÁ. Increase the porosity of the brick block using fermentation residues. In
neuvedeno. 18th International Multidisciplinary Scientific GeoConference, SGEM 2018: Volume 18 Nano,
Bio and Green and Space - Technologies for a Sustainable Future, Issue 6.3. 1. vyd. Bulharsko: STEF92
Technology Ltd, 2018. s. 251-256, 6 s. ISBN 978-619-7408-52-2. doi:10.5593/sgem2018/6.3.
• VOCHOZKA, Marek, Vojtěch STEHEL, Anna MAROUŠKOVÁ, Ján MAJERNÍK, Monika KARKOVÁ, Ladislav
KOLÁŘ a Jaroslav ŽÁK. Alternatives for the use of solid pyrolysis byproducts for electricity generation.
Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, USA: Taylor & Francis Group,
LLC, 2017, roč. 39, č. 17, s. 1875-1878. ISSN 1556-7230.
Odborná charakteristika projektu
Současný stav
Při hodnocení klimatických podmínek vykazuje městská zástavba znatelně vyšší teploty než jiné oblasti
nacházející se v nezastavěném okolním území. Je to následek překrývání velkých ploch původní vegetace
zástavbou budov a komunikacemi. Betonové a asfaltové povrchy absorbují ze Slunce obrovské množství tepla,
které následně vyzařují zpět do okolí. Přehřívání měst zapříčiňuje stoupání teplého vzduchu, který s sebou
zvedá prachové částice, jež poté vdechujeme. V důsledku stále se rozšiřující městské zástavby se zvyšuje
intenzita takzvaných tepelných ostrovů a život v některých městech se v letních měsících stává až obtížný.
Například tepelné ostrovy v centru Prahy vykazují teplotu o více než 2 °C vyšší, než je teplota v okrajových
částech města. Kvůli absenci zelených ploch ve městech zanikají přirozená odtoková místa a vodu je tak velice
těžké na betonových či asfaltových plochách zadržet a s její pomocí ochladit okolí. Jedním z možných řešení,
jak tomuto problému předcházet, je navrhovat více zeleně ve městech. Ozeleněné fasády, případně ozeleněné
střechy, dokážou díky svým vlastnostem zadržovat vodu a následně ji pozvolna odpařovat. Je však nutné
zdůraznit, že zeleň na budovách má přínos i pro samotnou budovu. Cílem adaptačních opatření ve městech je
schopnost přizpůsobit se změnám klimatu. Toho lze dosáhnout trvale udržitelným rozvojem měst při
zachování potřebné kvality života obyvatel. Hospodaření s vodou, které má také velmi důležitou roli. Je nutné
se zaměřit na retenci vody a zpomalení odtoku vody ze zpevněných ploch. Dále je důležité zajistit zasakování
či využívání srážkových vod a funkčně propojit plochy s převažujícími přírodními složkami. Důležitou roli zde
budou hrát vodní a vegetační plochy s prvky, které významně ovlivňují mikroklima. Jejich základním
mechanizmem je odpařování vody, což má vliv na snížení teploty okolního prostředí.
Výstavba, a především provoz liniových staveb (silnice, dálnice, železnice (především VRT)), znamená „tvrdé“
negativní vlivy na krajinu a související ekosystémy. Zásadní je násilná fragmentace krajinného prostředí,
spojená s migračními retardacemi a ekosystémovými vegetačními bariérami. Obvyklými kompenzačními
opatřeními jsou technické objekty, tzv. ekodukty. Jde o podzemní průchody, a především nadzemní přechody
pro zoosložku a synergický transfer vegetace. Příslušné objekty jsou umisťovány na základě tzv. migračních
koridorů. Klasikou jsou těžké železobetonové konstrukce zvláště nad dopravními liniemi. Znamenají tisíce tun
betonu, dalších technických prvků, velkou stavební, energetickou i finanční náročnost. Jejich vegetační krytí je
VYSOKÁ ŠKOLA TECHNICKÁ A EKONOMICKÁ
V ČESKÝCH BUDĚJOVICÍCH
Úsek prorektora pro komercionalizaci a tvůrčí činnost
VŠTE Tel.: +420 775 867 034 IČO: 75081431
Okružní 517/10 ID datové schránky: 72pj9jc DIČ: CZ75081431
370 01 České Budějovice E-mail: stehel@mail.vstecb.cz www.VSTECB.cz
většinou nefunkční, pro zcela zásadní deformace vodního režimu lokality, objektů a souvisejícího prostředí. A
to zvláště v období klimatické změny a dlouhodobě očekávaného atmosférického i půdního sucha.
Ekosystémové dopady jsou mnohdy ireverzibilní.
Stručná charakteristika
Základní strategií přístupu a inovací nadzemního ekologického přechodu, ekoduktu, je lehká mostní
konstrukce s okrajovými stěnami vytvořenými vertikálně kultivovanou vegetací, oddělující transferující
jedince i společenstva od provozu překračované bariérní komunikace. U doposud aplikovaných řešení
nadzemních betonových přechodů, bylo k jejich vegetačnímu efektu třeba min. metrové vrstvy zeminy, která
umožňovala kultivaci, ale jen nižších forem vegetace (keřového patra). Recentní vrstvy zeminy, vzhledem ke
směrovým odtokovým poměrům, nejsou vodné, vegetace trpí suchem a postupně zaniká. Objekt je pak pro
krajinu plně cizorodým prvkem.
Nové řešení tzv. lehké mostní konstrukce vystačuje s cca 10 cm tloušťkou povrchové vrstvy zeminy s cíleně
vytvořeným vodním režimem na bázi OZE. Toto řešení znamená velké odlehčení ekoduktu, razantně sníženou
materiálovou a energetickou náročnost, větší flexibilitu i ekonomickou efektivitu. Sekundárním efektem je
využití i vertikální – vysoké zeleně v bezprostředním okolí ekoduktu, vytvořením „tichých míst“ utilizujícím
využití objektu, a tedy jeho krajinné i společenské smysluplnosti. Stěžejně související je efektivní využívání
srážkových vod z přemosťované komunikace k zajištění závlahy vegetace. Sběrná voda z objektu liniové
stavby bude jímána do zásobního retenčního prostoru a jednoduchým závlahovým systémem,
prostřednictvím čidel vlhkosti půdy a zajištěním vlastního zdroje energie (solární panely), distribuována do
půdně vegetačního prostředí.
Návrh nového řešení „zelených“ ekoduktů znamená nízké nároky na technické řešení, vyšší finanční efektivitu
stavby a minimální zásah do konstrukce a výstavby přemosťované komunikace. Z hlediska krajinného je
možno minimalizovat i rizika antropických impaktů v perimetru ekoduktu, a za úsporné finanční částky např.
navyšovat četnost realizovaných přechodových tras na liniových stavbách.
Navrhované konstrukce, z hledisek stavebně-technických, budou podstatně lehčí a jednodušší, lze použít
standardizovaných prefabrikovaných konstrukčních prvků a rutinních osvědčených metod výstavby.
Technicky i technologicky bude zpracován postup jejich aditivního umisťování na již realizované liniové
stavby, bez zásadního omezení stávajícího provozu. Je predikována a bude doložena vysoká materiálová,
energetická i finanční úspornost, variabilita utilizace a pozitivní ekosystémové a krajinně-kreativní dopady.
Cíle (předpokládané výstupy), způsob jejich dosažení a časový harmonogram
Předpokládané výstupy
- Poklady pro zpracování žádosti TAČR „Krajinně-vegetační a technicko-ekonomická optimalizace
ekologických prvků liniových dopravních staveb“ zaměřená na návrh vertikální ochranné vegetační
bariéry s řízeným vodním režimem (doc. Ing. Jaroslav Žák, CSc a kol.).
- 1–2 závěrečné kvalifikační práce na téma „Návrh budovy s nízkou spotřebou energie s integrovanými
prvky zeleně“ (Bc. Tomáš Protiva a Bc. Markéta Žánová)
- Rešerše a souhrn současného stavu problematiky
- Podklady pro následnou publikační a výzkumnou činnost členů řešitelského kolektivu.
VYSOKÁ ŠKOLA TECHNICKÁ A EKONOMICKÁ
V ČESKÝCH BUDĚJOVICÍCH
Úsek prorektora pro komercionalizaci a tvůrčí činnost
VŠTE Tel.: +420 775 867 034 IČO: 75081431
Okružní 517/10 ID datové schránky: 72pj9jc DIČ: CZ75081431
370 01 České Budějovice E-mail: stehel@mail.vstecb.cz www.VSTECB.cz
Postup řešení
1. Teoretická východiska
2. Definice problémů
3. Sběr a analýza dat
4. Analýza a vyhodnocení získaných dat
5. Příprava výstupů, návrhy řešení a příprava výstupů
Časový harmonogram
Duben–červenec
- 1. část projektu – Současné systémy vegetačních prvků horizontálních a vertikálních konstrukcí
- Rešerše a souhrn současného stavu problematiky
Srpen–říjen
- 2. část projektu – Návrh ekologických prvků liniových dopravních staveb ve formě arch. studie
- Příprava projektové žádostí TAČR Prostředí pro život (MŽP) - PP3
Listopad–prosinec
- Příprava závěrečné zprávy a hodnocení projektu
Položkový rozpočet, včetně účastí na odborných akcích a konferencích
Rozpočet projektu
Osobní
náklady
Odměny AP (4 x 8 000 Kč)
Odměny studenti (2 x 2 000 Kč, 4 x 11 000 Kč)
32 000 Kč (40 %)
48 000 Kč (60 %)
40 %
Materiálové náklady 2 x notebook1 60 000 Kč 30 %
Služby a
náklady nevýrobní
Konzultační a poradenská činnost (prof. Vyskot, DPP)
Cestovní náklady
30 000 Kč
30 000 Kč
30 %
Celkem náklady 200 000 Kč 100 %
1) Specifikace technických parametrů notebooků bude dodána po schválení projektové žádosti do 10
pracovních dnů v návaznosti na aktuální cenovou nabídku; prozatímní předpoklad: i5, i7 nebo Xeon
procesor se 4 a více jádry; 8-16 GB (nebo více) RAM; minimálně 200 GB diskového prostoru typu SSD;
100% NVIDIA grafická karta s hardwarovou akcelerací (32-bit).
V Českých Budějovicích dne 15. 3. 2019 Hlavní řešitel