Zielone dachy budzą coraz większe zainteresowanie, szczególnie że dostępność i różnorodność materiałów do ich budowy nie stanowi obecnie problemu.
Współczesne miasta charakteryzuje silny proces urbanizacyjny. Na przestrzeni 50 lat Polska stała się krajem o wyraźnej przewadze ludności miejskiej. Obecnie więcej niż 1/5 Polaków mieszka w miastach liczących ponad 200 tys. mieszkańców [1]. Miasta rozwijają się przestrzennie, przekształcając kolejne tereny łąk, lasów, parków na drogi, parkingi, budynki mieszkalne i usługowe. Zjawisko to można zaobserwować już nie tylko w centrum miast, ale także na przedmieściach. Rosnące ceny działek budowlanych, wymagana prawem konieczność odtworzenia powierzchni biologicznie czynnej, a także korzyści ekologiczne zwiększają zainteresowanie projektantów i inwestorów dachami zielonymi. Obecnie w Niemczech ok. 12% powierzchni dachów pokrytych jest dachami zielonymi. Jeszcze większy procent zazielenienia dachów można spotkać w USA, Szwajcarii oraz Austrii. Polska nie jest krajem w tym trendzie odosobnionym. Dowodem są liczne inwestycje zrealizowane w ostatnich latach. Jednym z przykładów mogą być zielone dachy wykonane w Warszawie na osiedlu przy ulicy Wiatracznej (fot. 1).
Fot. 1. Zielone dachy w Warszawie na osiedlu przy ul. Wiatracznej (archiwum firmy Duet Konopka, Pełka)
Konsekwencje procesu urbanizacji
Przykrycie naturalnie porośniętych powierzchni nawierzchniami nieprzepuszczalnymi jest przyczyną wielu problemów pojawiających się w terenach zurbanizowanych. Bezpośredni spływ po powierzchniach uszczelnionych, prosto do systemu kanalizacyjnego, zwiększa częstość występowania lokalnych podtopień oraz zjawisk powodziowych. Redukcja infiltracji ogranicza możliwość przedostawania się wód opadowych do wód gruntowych, których zasoby już dziś w wielu miastach Polski nie są wystarczające na potrzeby zaopatrzenia ludności w wodę. Szybki odpływ zagraża odbiornikom ścieków, niosąc ze sobą znacznie większe ilości zanieczyszczeń, głównie zawiesin, pestycydów, biogenów i metali ciężkich. W terenach zurbanizowanych obserwuje się także ograniczenie prędkości wiatru i jednocześnie trudności w przewietrzaniu miasta, większe zanieczyszczenie powietrza i wzrost jego temperatury, ograniczenie dopływu promieniowania słonecznego i straty nasłonecznienia, zmiany w zachmurzeniu ogólnym nieba oraz zmiany zawartości pary wodnej w atmosferze [3].
Rozwój miast wpływa również na zmniejszanie w nich ilości terenów zielonych oraz zmniejszenie różnorodności gatunkowej posadzonych roślin.
Fot. 2. Hydroizolacja przeciwkorzenna EPDM Phoenix (archiwum firmy Phoenix)
Alternatywne rozwiązanie
Obecnie zielone dachy są coraz częściej uważane za potencjalne narzędzie przeciwdziałania tym problemom. Wykonanie warstw konstrukcyjnych dachu zielonego, pełniących funkcje ochronne, retencyjne, oraz posadzenie odpowiednich gatunków roślin pozwalają na osiągnięcie wielu korzyści ekologicznych, hydrologicznych, estetycznych, poprawiających życie mieszkańców miast. Znane są wyniki badań [5, 8] wykazujące pozytywny wpływ zielonych dachów na redukcję ilości odpływających wód opadowych. Redukcja objętości spływu wiąże się m.in. z opóźnieniem początkowego odpływu z dachu oraz zmniejszeniem szczytowej fali odpływu, co przekłada się bezpośrednio na pracę kanalizacji oraz poprawę efektywności działania oczyszczalni ścieków w okresach pogody deszczowej. Zielone dachy pełnią także funkcje termoizolacyjne polegające na akumulacji ciepła zimą i chłodzeniu budynku latem. Pochłaniając energię słoneczną, przyczyniają się do wydłużenia trwałości pokrycia i konstrukcji dachu w porównaniu z rozwiązaniami konwencjonalnymi oraz poprawy mikroklimatu wewnątrz pomieszczeń [4, 9]. Dachy zielone redukują efekt miejskiej wyspy ciepła [7], poprawiają akustykę budynku, tłumiąc hałas, oraz poprawiają jakość otaczającego powietrza, pochłaniając szkodliwe gazy, kurz i inne zanieczyszczenia środowiska miejskiego [5].
Zieleń znajdująca się na dachach może stanowić uzupełnienie zieleni miejskiej. Zgodnie z rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. z 2002 r. Nr 75, poz. 690 z późn. zm.), dachy zielone pozwalają odzyskać w połowie utraconą pod zabudowę powierzchnię biologicznie czynną. W praktyce oznacza to, że inwestor ma prawo zabudować większą powierzchnię na terenie działki, ponieważ ma możliwość odtworzenia jej zazielenienia, np. na dachu budynku mieszkalnego. Badania S. Brenneisena [2] dodatkowo wykazują, że dachy pokryte roślinnością są doskonałym miejscem życia i schronieniem dla wielu gatunków flory i fauny.
a)
b)
c)
d)
Fot. 3. a) Mata ochronno-drenażowa Optigruen SSV 800
b) Mata drenażowa Optigruen FKD 25
c) Mata drenażowa Optigruen FKD 60
d) Włóknina filtracyjna Optigruen typ 105 (archiwum firmy Optigruen)
Zielone dachy dla mieszkańców miast pełnią często funkcję społeczną i rekreacyjną. Dla wielu z nich może to być miejsce kontaktu z naturą, wyciszenia się, znalezienia wytchnienia i odpoczynku.
Rozmiar i rodzaj korzyści z zastosowania zielonych dachów będzie każdorazowo uzależniony m.in. od typu dachu zielonego i wbudowanych warstw konstrukcyjnych.
Możliwości konstrukcyjne
Podstawowymi warstwami zielonych dachów, poczynając od hydroizolacji, są:
– hydroizolacja przeciwkorzenna,
– warstwa ochronna,
– warstwa drenażowa,
– warstwa filtrująca,
– warstwa wegetacyjna.
Materiałem stosowanym do hydroizolacji dachów jest papa termozgrzewalna lub EPDM wykonany z kauczuku (fot. 2). Warunkiem niezbędnym do poprawnego funkcjonowania całego układu jest przeciwkorzenność hydroizolacji potwierdzona certyfikatami.
Fot. 4. Progi systemowe zabezpieczające przed osuwaniem substratu (archiwum firmy Optigruen)
Jako warstwę ochronną stosuje się maty chłonno-ochronne, które nie tylko chronią hydroizolację przed uszkodzeniami mechanicznymi, ale również chłoną wodę i stanowią jej rezerwuar (fot. 3a).
Warstwa drenażowa jest niezmiernie ważną częścią układu. Jej podstawowymi funkcjami jest gromadzenie wody opadowej dla roślin oraz odprowadzanie jej nadmiaru do odpływów dachowych. Może być ona wykonana z materiałów sypkich gromadzących wodę w swoich porach, np. lawa wulkaniczna czy pumeks, lub ze specjalnych mat drenażowych (fot. 3b i 3c) o różnych wysokościach i różnym stopniu gromadzenia wody. Nie polecany jest drenaż żwirowy, gdyż poza właściwościami drenażowymi nie posiada on właściwości gromadzenia wody, przez co rośliny mają bardziej ograniczoną jej ilość.
Warstwa filtrująca (fot. 3d) jest niezbędna, by zabezpieczyć drenaż przed drobnymi, spławialnymi cząstkami substratu, które po dostaniu się do drenażu zatkałyby go i układ przestałby poprawnie funkcjonować. W przypadku zazielenienia ekstensywnego stosowane są często substraty mineralne z niewielką ilością części spławianych. W takim przypadku nie jest wymagane stosowanie włókniny filtracyjnej.
Warstwa wegetacyjnato substraty specjalnie skomponowane dla zielonych dachów. Charakteryzują się one dużą ilością substancji mineralnych oraz niewielką ilością materii organicznej – do 20% (wg przepisów przeciwpożarowych maksymalna dopuszczalna ilość materii organicznej). Skład ten umożliwia odpowiednie gromadzenie wody oraz jej przepuszczalność (dobre podłoże do wzrostu roślin). Na zielonych dachach nie powinno stosować się zwykłej ziemi z wykopu, gdyż jest ona zbyt ciężka, przez co konstrukcja budynku zostaje mocno obciążona. Zwykła ziemia nie ma także odpowiednich parametrów fizykochemicznych i może powodować złe funkcjonowanie całego systemu. Podłoże takie zawiera też zazwyczaj nasiona niepożądanych roślin i chwastów, przez co zwiększa się późniejszy koszt pielęgnacji powykonawczej.
Fot. 5. Maty wegetacyjne XeroFlor (archiwum firmy XeroFlor)
Rośliny to podstawowy element całego systemu, bez którego nie byłoby zielonego dachu. Wybór roślin jest bardzo duży, począwszy od drobnych bylin do niewielkich drzew. Należy jednak pamiętać, że warunki panujące na dachu są dużo bardziej ekstremalne niż w normalnych przydomowych ogrodach. Latem na zielonym dachu panuje dużo wyższa temperatura, a zimą dużo niższa, dlatego też przy wyborze roślin na zielony dach powinno się kierować kryteriami wytrzymałości roślin na tego typu trudne warunki siedliskowe. Najbardziej popularnymi roślinami do zazieleniania ekstensywnego są różne gatunki i odmiany rozchodnika, które radzą sobie nadzwyczaj dobrze na zielonych dachach.
Opisane warstwy są tylko jednym z przykładów budowy zielonego dachu. Na układ poszczególnych warstw konstrukcyjnych mają wpływ także inne czynniki, które należy rozpatrywać za każdym razem indywidualnie. Należą do nich m.in.:
– budowa dachu lub płyty stropowej, na której ma się znajdować zielony dach,
– nachylenie dachu,
– typ zazielenienia (ekstensywne lub intensywne),
– położenie zielonego dachu.
Budowa konstrukcji dachu różnicuje znacząco układ warstw dachu zielonego. Na dachu tradycyjnym, czyli takim gdzie termoizolacja znajduje się pod warstwą hydroizolacji, zielony dach wygląda inaczej niż w przypadku dachu odwróconego, gdzie termoizolacja znajduje się na warstwie hydroizolacji (rys. 1). W przypadku dachu odwróconego ważne jest stosowanie odpowiedniej włókniny dyfuzyjnej pozwalającej na swobodny przepływ pary wodnej.
Rys. 1. Układ warstw zielonego dachu tradycyjnego i odwróconego (opracowanie własne autorek)
Nachylenie dachu to kolejny element brany pod uwagę. Przyjmuje się, że dachy płaskie to dachy o nachyleniu 0–5?, natomiast powyżej 5? to dachy skośne. Na tego typu dachach nie stosuje się mat drenażowych ani drenaży sypkich, lecz specjalne włókniny, które mają za zadanie odprowadzać nadmiar wody do rynny oraz chronić hydroizolację. Ważnym elementem dachów skośnych powyżej 15? nachylenia jest system zabezpieczający przed osuwaniem substratu. Mogą to być różnego rodzaju progi rozłożone na powierzchni dachu, wykonane z plastiku lub stali odpowiednio dobrane do sił ścinających występujących na dachu oraz konstrukcji budynku (fot. 4). Ważne jest również stosowanie w przypadku dachów skośnych powyżej 10? specjalnych mat wegetacyjnych (fot. 5) z gotowymi już rozrośniętymi bylinami.
Normy Światowej Organizacji Zdrowia stanowią, że minimalna powierzchnia terenów zielonych, aby człowiek
mógł mieć w środowisku miejskim odpowiednie warunki zdrowotne, powinna wynosić 50 m2 na mieszkańca. Średni wskaźnik powierzchni
zieleni miejskiej przypadającej na jednego mieszkańca miast Polski wynosi zaledwie 21,1 m2, a w wielu miastach nie osiąga nawet tej liczby [6].
Typ zazielenienia,ekstensywny – o znaczeniu ekonomicznym i ekologicznym, nieużytkowany przez ludzi, o niewielkiej różnorodności biologicznej, lub intensywny – przeznaczony na użytkowanie dla ludzi, o celach rekreacyjno-wypoczynkowych, o dużej różnorodności biologicznej, wpływa na grubość warstwy wegetacyjnej oraz potrzeby gromadzenia wody dla roślin. Przy zazielenieniu ekstensywnym grubość substratu wynosi 7–15 cm, natomiast przy zazielenieniu intensywnym od 15 do 100 cm lub więcej.
Położenie zielonego dachuwzględem kierunków geograficznych, nasłonecznienia, stref wietrznych i śniegowych może decydować po pierwsze o doborze odpowiednich roślin, a po drugie o wymaganym dociążeniu dachu zależnie od występującej siły ssącej wiatru.
Doświadczenia wykazują, że zielone dachy mogą łagodzić skutki procesu urbanizacji w wielu aspektach środowiskowych i architektonicznych. Powinny być one zatem coraz częściej brane pod uwagę przy planowaniu przestrzennym miast, szczególnie że dostępność i różnorodność materiałów do ich budowy nie stanowią obecnie problemu.
dr inż. Ewa Burszta-Adamiak
Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu
Instytut Inżynierii Środowiska
mgr inż. Anna Sylwester
doradca techniczny Optigruen Optigruen International AG
Literatura
1. J. Adamczyk, Rola terenów zielonych w łagodzeniu niekorzystnych skutków procesu urbanizacyjnego, Praca zbiorowa pod red. J. Słodczyka, „Przemiany struktury przestrzennej miast w sferze funkcjonalnej i społecznej”, Wyd. Uniwersytetu Opolskiego, 2004.
2. S. Brenneisen, Space for urban wild life designing green roofs as habitats in Switzerland, „Urban Habitats”, vol. 4, no. 1, ISSN 1541-7115, 2006.
3. A. Dimoudi, M. Nikolopoulou, Vegetation in the urban environment: Microclimatic analysis and benefits, „Energy and Buildings” vol. 35, pp. 69–76, 2003.
4. Q. Meng, W. Hu, Roof cooling effect with humid porous medium, „Energy and Buildings” vol. 37, pp. 1–9, 2005.
5. J. Mentens, D. Raes, M. Hermy, Green roofs as a tool for solving the rainwater runoff problem in the urbanized 21st century?, „Landscape and Urban Planning” vol. 77, Issue 3, 217–226, 2006.
6. Rocznik statystyczny Rzeczpospolitej Polskiej, Warszawa 2008.
7. A. Rosenfeld, H. Akbariand, J. Romm, M. Pomerantz, Cool communities: Strategies for heat island mitigation and smog reduction, „Energy and Buildings” vol. 28, pp. 51–62, 1998.
8. N.D. VanWoert, D.B. Rowe, J.A. Andresen, C.L. Rugh, R.T. Fernandez, L. Xiao, Green roof stormwater retention: effects of roof surface, slope, and media depth, „Journal of Environmental Quality” vol. 34 (3), pp.1036–1044, 2005.
9. N.H. Wong, Y. Chen, C.L. Ong, A. Sia, Investigation of thermal benefis of rooftop garden in the tropical environment, „Building and Environment” vol. 38, pp. 261–270, 2003.
