W pierwotnym założeniu Green Walls przewidziana jest izolacja powierzchni przeznaczonej do obsadzenia zielenią od powierzchni ścian budynku. W tym celu właśnie została zaprojektowana pierwsza warstwa, na którą składa się prostej konstrukcji rama bądź kratownica stalowa, najczęściej ze stali nierdzewnej, połączona z tradycyjną elewacją wspornikami.
Należy również wspomnieć, że między powierzchnią budynku a powierzchnią zieloną znajduje się od kilku do kilkunastu centymetrów przerwy, gwarantującej pełną i swobodną cyrkulację powietrza. W ten sposób osłonięte fragmenty elewacji nie będą narażone na zagrzybienie. Jest to niemal idealne założenie, które jednak w znacznym stopniu uniemożliwia obliczeniowe wyznaczenie wpływu tego typu konstrukcji na izolacyjność budynku.
Następną warstwą, kierując się od powierzchni już istniejącego budynku, jest cienka płyta z tworzywa sztucznego, najczęściej PCV, która stanowi podkład pod znacznie bardziej elastyczną geowłókninę. Ta ostania jest zaś rozciągana i mocowana do powierzchni danego panelu, który następnie montuje się w odpowiednich miejscach przygotowanych wcześniej ram ze stali nierdzewnej. Natomiast umieszczanie roślin odbywa się metodą prostych nacięć w zwartej strukturze geowłókniny, w którą następnie osadzana jest roślina bądź jej sadzonka. Z racji dokładnego naciągnięcia w zupełności wystarczy to do właściwego i – co ważniejsze – bezpiecznego osadzenia roślinki. Ma to szczególne znaczenie, jeśli weźmie się pod uwagę, że jest to system przewidziany dla naprawdę potężnych konstrukcji.
fot. Zielona elewacja [fot. autora]; Optigreen
Kwestia zasilania w wodę konstrukcji zielonych nie stanowi problemu. Woda podlega ciągłemu spływowi grawitacyjnemu po powierzchni tworzywa sztucznego. Umieszczone w panelu rośliny mają więc kontakt z wodą i zawartymi w niej substancjami odżywczymi. Nadmiar wody jest zaś odprowadzany, filtrowany i na powrót wtłaczany do obiegu. Mimo takiego systemu odzyskiwania drogocennego surowca nadal jest to jedno z rozwiązań wymagających największej ilości wody. Sam system rurek irygacyjnych może być stabilnie zamontowany pod powierzchnią geowłókniny. Najlepszym sposobem jest bez wątpienia przytwierdzenie kolejnych kanalików do powierzchni płyty z tworzywa sztucznego, co nie powinno sprawiać kłopotu. Należy również wspomnieć, że to rozwiązanie eliminuje nie tylko kwestię walki z ptactwem, które nie potrafi utrzymać się na większości drobnych roślin bądź na znacznych wysokościach, ale także – a może przede wszystkim – kwestię gruntu, mającego zasadniczy wpływ na ciężar. Eliminując czynnik najsłabszy, czyli grunt, możliwe jest znaczne odciążenie konstrukcji. Również sama wymiana roślin jest łatwa: można podmieniać nawet pojedyncze rośliny (zależnie od dostępności ściany i pułapu wysokości). W przypadku uszkodzenia systemów nawodnienia czy łączników nie trzeba rozbierać całości, lecz jedynie segment lub segmenty, które zawierają uszkodzone elementy.
Z czasem, gdy zielone ściany zaczęły zdobywać rozgłos, pojawiły się nowe firmy i każda zapewniała, że jej produkt jest innowacyjny. Zaczęto pracować nad systemami coraz bezpieczniejszymi.
Pierwszą i największą innowacją było zastosowanie zastępczego medium wzrostowego. Jak wiadomo, eliminacja gruntu była jedną z ważniejszych spraw. Okazało się, że rośliny mogą się rozwijać nie tylko w glebie, ale również na takich materiałach, jak specjalna wełna mineralna czy płaszcze z włókien kokosowych. W przypadku tych drugich mamy do czynienia nawet z towarem biodegradowalnym, co również nie pozostaje bez znaczenia, jeśli weźmie się pod uwagę wytworzenie materiałów niezbędnych do wykonania konstrukcji zielonej ściany.
Jeśli jednak stosuje się środki zastępujące grunt, pojawia się kwestia znacznie większej chłonności wody, co pozwala na ograniczenie dostaw wody niezbędnej do prawidłowego funkcjonowania całej ściany. Jeżeli zaś chodzi o system odwodnienia, to w tym wypadku woda odprowadzana jest specjalnymi listwami ze stali nierdzewnej, a następnie przepompowywana z powrotem do obiegu. Jednak poza pierwotnym zasileniem w wodę podczas rozpoczęcia eksploatacji całość nie wymaga już tak znaczących ilości wody.
Pojawiła się dodatkowa warstwa, doskonale rozwiązująca problem równomiernego nawadniania, jednak zwiększająca ciężar systemu. Ponadto wełna mineralna pod wpływem nadmiaru wody może ulegać zniekształceniu, i to zarówno przez parowanie, jak i przez nadmierne obciążenie wodą. Trzeba było zatem opracować coś, co zagwarantowałoby bezpieczeństwo zarówno pracowników pielęgnujących zieleń, jak i konstrukcji budynku. Tak oto do całości dołączyła cienka zakratowana powierzchnia, kolorystyką dostosowana do wymagań architekta. Z reguły jest to standardowe zakratowanie, 25 cm x 25 cm, które nie jest widoczne spod osłony roślin. Całość jest zaś mocowana bezpośrednio do elementu usztywniającego, którym w tym wypadku pozostaje płyta z tworzywa sztucznego. Obecnie możliwe jest niemal całkowite zaizolowanie konstrukcji Green Walls za pomocą dwóch warstw izolacyjnych, z których jedna zabezpiecza przed przeciekami, a druga pozwala na swobodne umieszczanie roślin. Zewnętrzne krawędzie zostają zabezpieczone przed niekorzystnymi warunkami, a zwieńczenia są obudowane kształtownikami stalowymi. W ten sposób zielona konstrukcja wydaje się niemal integralną częścią budynku, co ma wielkie znaczenie estetyczne, zwłaszcza w przypadku konieczności budowy ściany zielonej na już istniejącym budynku.
rys. Schemat pracy zielonej ściany jako naturalnego filtra wentylacji
Jeżeli w jakimkolwiek systemie Green Walls można mówić o różnorodności, to właśnie we wszelkich systemach panelowych. Stanowią także grupę najchętniej stosowanych rozwiązań. Różnice zaś dotyczą nie tylko stosowanego medium wzrostowego, którym może być zarówno grunt, jak i inny materiał, ale także kształtu i budowy samych segmentów, określanych dalej mianem paneli.
Systemy panelowe różnią się formą zabudowania, kształtem, wielkością, czy nawet grubością tworzywa, z jakiego są wykonywane. Wszystkie mają jednak jedno podstawowe zadanie: utrzymać w zamierzonym miejscu rośliny i w pełni izolować je od powierzchni budynków. Co do kwestii mocowania ich do samej ściany – zależy to w znacznym stopniu od jej rodzaju. Z racji jednak sporej dowolności kształtów poszczególnych paneli można je zamontować niemal na każdej pionowej lub pochylonej powierzchni. Również grunt nie stanowi tutaj problemu, ponieważ umieszczany jest w ilościach minimalnych, gwarantujących rozwój rośliny, bez rozsadzania pojedynczej komory przeznaczonej dla sadzonki.
Pod względem ilości roślin, jakie można umieścić na jednym metrze kwadratowym, panele nie mogą się jednak równać z rozwiązaniami Patricka Blanca. Ale są wygodniejsze do montażu oraz ewentualnych napraw czy wymian. Każdy segment ma bowiem własne niezależne mocowanie do ściany, które pozwala zarówno tworzyć zwarte struktury, jak i rozsiać pojedyncze okazy po całej powierzchni ściany. Mimo to nie jest to rozwiązanie tak pewne na wyższe budynki jak formy wielkogabarytowe.
Należy jednak wspomnieć, że z racji znacznie mniejszych rozmiarów panele są bardzo łatwe w montażu, a także nadają się do zastosowania nie tylko ze stalową konstrukcją nośną (choć wiele rozwiązań właśnie takowe posiada, choćby w postaci płaskowników), ale także z takimi materiałami, jak drewno czy plastik. Cała konstrukcja może zatem zostać dostosowana do dowolnej formy i aranżacji budynku lub jego wnętrza. Niestety w dalszym ciągu pozostaje kwestia samych paneli w przeważającej większości nadal wykonywanych z tworzyw sztucznych, których biodegradowalność nie bardzo spełnia warunki ekologicznego budownictwa. Zaletą pozostaje gwarancja całkowitej szczelności, a zatem i bezpieczeństwa ściany znajdującej się pod poszczególnymi panelami. Zaledwie niewielki odsetek paneli wykonywany jest z blachy nierdzewnej lub z materiałów poddanych wcześniej recyklingowi. Te ostatnie mają niestety problemy z trwałością. Jeżeli zaś chodzi o czołowe firmy zajmujące się propagowaniem tego typu systemów, to na szczególne uznanie zasługują: VertiGarden, GLT, Fytowall czy G-Sky. Oczywiście obecnie dostępnych na rynku jest ich znacznie więcej, różnią się oferowanymi materiałami, kształtami paneli czy układami rozmieszczenia systemów irygacyjnych. Także w Polsce pojawiają się już producenci oferujący niektóre rozwiązania zielonych ścian.
Zielone ściany można stosować także na powierzchnie wewnętrzne. W wielu miastach powstały już centra handlowe, gdzie tego typu systemy stworzono wewnątrz pomieszczeń. Pierwotnie ich zadaniem było pełnić funkcje estetyczne, jednak ostatecznie przegrody te stworzyły ludziom przyjazny mikroklimat. W obiektach wytworzyła się (bez konieczność włączania innych systemów wspomagających) optymalna dla ludzi wilgotność i temperatura.
Jak wiadomo, zgodnie z wszelkimi wytycznymi, prowadzi się pomiary stężenia niebezpiecznych substancji w powietrzu. Wskaźniki pozostają bezlitosne. Z każdym rokiem jest gorzej.
Ekologiczne podstawy prawne w Polsce i na świecie
Wiele krajów ogranicza zanieczyszczenia niszczące środowisko naturalne, wprowadzając ekologiczne rozwiązania oraz naturalne sposoby pozyskiwania energii. W art. 11 Traktatu ustanawiającego Wspólnotę Europejską umieszczone jest wskazanie, by przy ustalaniu i realizacji polityki działań krajów należących do Unii były brane pod uwagę wymogi ochrony środowiska naturalnego. Z kolei art. 191 przewiduje ostrożne i racjonalne wykorzystanie zasobów naturalnych w ramach polityki unii, w ramach których mieszczą się produkty naftowe, gaz naturalny i paliwa stałe, będące zasadniczymi źródłami energii, a zarazem będące głównymi źródłami emisji dwutlenku węgla. Zmniejszenie emisji dwutlenku węgla to realizacja zobowiązań, które państwa członkowskie UE przyjęły na siebie, podpisując protokół z Kioto. Dyrektywa Rady 89/106/EWG z 21.12.1999 r. wymaga, aby obiekty budowlane i ich instalacje grzewcze, chłodzące i wentylacyjne były projektowane w taki sposób, aby wymagana ilość energii była możliwie niska. Wymogi te prowadzą do poszukiwań nowych materiałów i nowych technologii spełniających coraz większe oczekiwania w zakresie energooszczędności i rozwiązań proekologicznych.
Podsumowanie
Ekologiczne rozwiązania nawiązujące do już „występującej w naturze technologii” wyznaczają drogę rozwoju nowoczesnego, będącego w zgodzie z naturą budownictwa. Biorąc pod uwagę korzyści płynące z zastosowania Green Walls, można uznać to rozwiązanie za idealne do rewitalizacji zarówno istniejących, jak i dopiero powstających budynków.
Technologia Green Walls tworzy przestrzenie buforowe, zdolne do naturalnej filtracji powietrza, regulujące poziom wilgotności i zatrzymujące wszelkiego rodzaju szkodliwe pyły. Ekologiczne przegrody nie tylko w znaczny sposób wpływają na klimat w obiektach, czyniąc go bardziej przyjaznym dla człowieka i środowiska, ale także znacząco obniżają napływ dwutlenku węgla do atmosfery. Należy również wspomnieć, że budynki, na których zastosowano przegrody zielone z myślą o dodatkowej regulacji termicznej, mogły ograniczyć swoje wydatki na ogrzewanie i klimatyzację. Ponadto zielone ściany oferują budynkom i pomieszczeniom wyjątkowy charakter, pozwalający na wyróżnienie się w szarej miejskiej aglomeracji, co z kolei przyciąga inwestorów.
Następnym czynnikiem są kwestie psychologiczne. Zieleń z reguły działa uspokajająco na ludzi, poprawiając nie tylko komfort zdrowotny związany z ciałem, ale również nastrój. Jest to też nowa powierzchnia biologicznie czynna, która przy kolejnych zmianach przepisów mogłaby się przyczynić do większych możliwości zabudowy działek, dodatkowo stanowiąc również warstwę chroniącą przez hałasem. Takie pionowe ogrody łapią deszcz, a wodę oddają kilka godzin później, czyli pracują tak jak mały zbiornik retencyjny, tym samym zmniejszając ryzyko powodzi. Rozwiązanie to uplastycznia budowle, dając architektowi bogatą paletę roślin możliwych do stosowania, których układ i gatunki zależą tylko od jego wizji oraz lokalizacji obiektu na kuli ziemskiej.
dr inż. Barbara Ksit
inż. Michał Majcherek
Politechnika Poznańska
Bibliografia
1. J.F. Kennedy, A. Bates, C. Wank, M. Smith: Sztuka naturalnego budownictwa, wyd. Norton @company 2001.
2. P. Blank, The vertical garden In nature and the city, wyd. Norton @company 2009.
3. C. Bartczak, Living walls in build environment (27.03.2010).
4. VertiGarden Products at Kindergarden plants Ltd. (http://www.vertigarden.co.uk).
5. „WebEcoist”, Beyond Green Roofs: 15 Vertically Vegetated Buildings (http://webecoist.com/).
6. Eric Cutter’s Homepage, „Smog” – Assignment 6 (http://www.personal.psu.edu/etc127/).
7. The Daily Green, Eko-wiadomości, 14 Incredible Vertical Gardens (http://www.thedailygreen.com).
8. Urban Greenery, foto-blog (http://urbangreens.tumblr.com/).
9. SkyscraperCity, forum dyskusyjne, The Athenaeum Hotel (www.skyscrapercity.com).
10. Serwis botaniczny i forum dyskusyjne, Ogrody wertykalne (http://www.wymarzonyogrod.pl/).
11. Kecuk Inspirated, serwis informacyjny (http://www.kecuk.com/).
12. Green News, serwis informacyjny (http://www.tlitb.org/11-incredible-living-walls/).
13. Dr. Dickson Despommier, „Vertical Farm Project” (http://www.verticalfarm.com/).
14. Serwis informacyjny „Building 4 Change” (http://www.building4change.com).
15. Serwis ekologiczny „EcoGeek.org” (http://www.ecogeek.org).
16. Architecture Design for Architects „Architectural Record” (http://archrecord.construction.com/).
17. Strona firmowa „Dutch Impressive Green” (http://www.dutchimpressivegreen.pl/).
18. GLT – Green Living Technologies (http://agreenroof.com/).
19. „Tree Hugger” – A Discovery Company (http://www.treehugger.com).
20. The PNC Financial Services Group, Inc. (https://www.pnc.com/).
21. Urbanarbolismo (http://www.urbanarbolismo.es/).
22. The Heat Island Group at Lawrence Berkeley National Laboratory (http://heatisland.lbl.gov/).
23. Institute for Advanced Architecture of Catalonia (http://www.iaac.net/).
