Применение зеленых кровель
Автор: Скворцова Д.Ю.
Журнал: Теория и практика современной науки @modern-j
Рубрика: Химия и материаловедение
Статья в выпуске: 3 (81), 2022 года.
Бесплатный доступ
В современных городах с каждым годом становится труднее организовать комфортное проживание жителей. Это связано со многими причинами, вызванными процессом урбанизации, изменениями в жизни людей, градостроительными ошибками и переходом от индустриального к постиндустриальному обществу. Один из негативных факторов - резкое снижение площади земельных участков в городской черте, доступных для использования, и возрастающий дефицит земли. Естественным следствием индустриального развития городов стало ухудшение экологической ситуации, что нашло свое отражение в возникновении таких негативных явлений, как эффект теплового острова, смоговые колпаки, активизация возбудителей различных болезней, концентрации значительного количества вредных веществ. Жители с каждым годом все больше нуждаются в возможности дышать свежим воздухом. Все тенденции негативно влияют на возможность устойчивого развития города, здоровье и психику жителей, их качество и продолжительность жизни. Поэтому возникает необходимость в поиске действенных инструментов по обеспечению устойчивого развития города. Исследуя международный опыт относительно инструментов обеспечения устойчивого развития города, было установлено, что значительное внимание уделяется в использовании такого инструмента, как «зеленая кровля». Это инструмент также может использоваться в уже сформировавшихся районах с плотной застройкой: в частности, при реконструкции, для создания архитектурно-ландшафтных объектов с использованием зеленых насаждений [6, с. 215].
Кровля, озеленение, зеленая кровля, растения, кровельное ограждение
Короткий адрес: https://sciup.org/140292250
IDR: 140292250
Текст научной статьи Применение зеленых кровель
Основная часть
Живые растения на городских крышах - символ экологического оздоровления городской среды, все еще робко воспринимаемый российскими архитекторами и строителями. Озеленение крыш - термин, обозначающий частично или полностью засаженные живыми растениями крыши зданий. Подразумеваются растения, высаженные прямо в грунт, для чего между зеленым слоем и крышей помещается водонепроницаемый мембранный слой; также могут использоваться дополнительные слои, защищающие крышу от корней, дренаж и системы полива [5, с. 234].
Существует несколько способов деления зеленых кровель, применение которых диктуется климатическими, экономическими и техническими условиями, а также желанием заказчика: застройщика, владельца здания, жителей дома, и т.д. Мобильное (или контейнерное) озеленение крыш реализуют посадкой растений в кадки с дальнейшей установкой на эксплуатируемую крышу. Контейнерные сады на крышах, где растения содержатся в горшках, обычно не считаются настоящими зелеными крышами, хотя это обсуждается. Контейнерное озеленение часто имеет сезонный характер, т.е. растения, находящиеся на открытом пространстве в теплое время года, переносят в помещение на время похолодания. Список видов растений при этом больше, чем при стационарном озеленении.
В случае применения стационарного типа озеленения на крыше создают постоянный субстрат, а все посадки растений выполняют в субстрат аналогично объектам традиционного озеленения. Стационарное озеленение крыш может быть предусмотрено при проектировании новых, реконструкции и капитальном ремонте зданий и сооружений, а также при реализации проектов благоустройства и озеленения. Озелененные крыши со стационарным озеленением в зависимости от преобладающего типа применяемых растений подразделяют на три типа: с озеленением интенсивного типа; с озеленением полуинтенсивного типа; с озеленением экстенсивного типа. Интенсивное озеленение или сад на крыше - это озеленение, которое позволяет перенести растения и малые архитектурные формы на крышу. Данный вид озеленения дорогой, требует высокого уровня организационного, технического обслуживания, а также значительных инвестиционных ресурсов. Кровля, созданная таким образом, имеет значительный вес, а поэтому планирование относительно ее организации необходимо осуществлять при проектировании проекта. Полуинтенсивное – сочетание технологий и растений экстенсивного и интенсивного типа.
Экстенсивное озеленение - это озеленение, которое не требует пребывания людей на крыше, не требует тщательного ухода и значительных инвестиционных ресурсов. Такое озеленение целесообразно осуществлять на уже существующих постройках (при условии расчета допустимой нагрузки на конструкции), частных домах, гаражах, промышленных зданиях. Служит для увеличения экологических показателей [3, с. 197].
Рассмотрим плюсы и минусы зеленых кровель. Плюсы относятся к экологической, экономической, социальной сфере:
Содействие чистоте окружающей среды. По данным иностранных исследований, 2000 м² неподстриженного газона могут абсорбировать 4000 кг твердых пылевых частиц. Следовательно, кровля, покрытая растительностью, в значительной мере способствует очищению городской атмосферы, что может положительно сказаться на здоровье населения.
Снижение влияния «городских островов тепла». Посредством ежедневного цикла орошения и испарения растения могут охлаждать города в жаркие летние месяцы и снижать среднюю температуру на 2-4 °C
Устойчивость к изменению климата. На примере графства Большой Манчестер, Великобритания показано, что озеленение 10% крыш густо застроенных территорий поможет нивелировать эффект глобального потепления на этих территориях до 2080 года. Это говорит о том, что технология «зеленой кровли» может стать эффективным инструментом адаптации города к изменению климата.
Зеленые крыши способны увеличить или сохранить биоразнообразие. Например, в Лондоне появление «альпийских лугов» на крышах привело к тому, что там стали селиться редкие виды птиц, которым выбранные растения подошли и понравились.
Управление ливневой водой. Летом ландшафтные крыши могут удерживать 70-90%, а зимой 25-40% выпадающих осадков. Они не только сохраняют дождевую воду, но и выступают в качестве естественных фильтров для нее.
Хорошо известно, что зелень помогает устранить эффект повышение средней температуры в городах, то есть резкую разницу температур между центром города и окраиной. Сад на крыше позволяет снизить температуру воздуха в непосредственной близости от него, что способствует снижению затрат энергии на работу кондиционера, как в здании, на котором он установлен, так и в масштабах города.
Солнечное излучение приводит к обесцвечиванию черепицы и разрушению кровельных мембран. Зеленая крыша поглощает ультрафиолетовое излучение, защищает кровлю от сильных ветров, что позволяет продлить срок эксплуатации кровли в два и в три раза.
Растительный слой зеленой крыши, а также земля и дренажный слой хорошо впитывают воду, препятствуя ее циркуляции. Дождевая вода очищается, а ее сброс в канализацию задерживается, что помогает поддерживать правильный уровень грунтовых вод [1, с. 167].
Зеленую крышу можно сравнить с преградой, закрывающей здание. Обширная растительность на крыше означает не только более тихий интерьер, но и более низкий уровень шума в городском пространстве.
Зеленый оказывает успокаивающее действие на людей, успокаивает их, снижает стресс и делает их более склонными к сотрудничеству. Научные исследования доказали, что города с большим процентом зеленых насаждений характеризуются более низким уровнем агрессии и преступности.
Одним из самых больших преимуществ использования систем зеленых крыш является экологическая выгода. Зеленые крыши значительно улучшают микроклимат в данном месте за счет уменьшения эффекта городского теплового острова. Использование зеленых крыш также позволяет восстановить застроенные зеленые зоны [4, с. 99].
Очень важными преимуществами использования систем зеленых крыш является также их влияние на само здание. Зеленый слой, нанесенный на поверхность крыши, влияет, среди прочего, на уменьшение потребности здания в энергии. Такие системы отличаются значительными теплоизоляционными свойствами. Зимой они защищают внутреннюю часть здания от проникновения большого количества прохладного воздуха, а летом предотвращают чрезмерный нагрев крыш и проникновение тепла внутрь. Благодаря этому можно снизить потребность здания в энергии. Зимой снижаются расходы на его отопление, а летом — на кондиционирование. Зеленые крыши также снижают шум снаружи.
Каждая система зеленой кровли состоит из нескольких слоев, которые предназначены для создания подходящих условий для развития растительности и защиты конструкции крыши от сжатия и проникновения в корневую систему растений. Каждая зеленая крыша имеет как минимум 4 слоя: слой изоляции, слой дренажа, слой растительности и слой растительности.
К минусам относятся: Большая начальная стоимость по сравнению с обычной крышей. Цена зелёной кровли в России на данный момент начинается от 3000р/м² и возрастает по мере ее усложнение. Также из-за относительно большого веса и необходимости соблюдать технологии зеленых кровель происходит удорожание несущих конструкций и систем подачи и отвода воды. Необходим уход, высокая культура пользования объектом и налаженная служба для технической эксплуатации. Возможны протечки вследствии повреждения корнезащитного слоя. Не все существующие здания могут быть оборудованы любым из типов «зелёных кровель» из-за того, что конструкции кровли и несущие конструкции не рассчитаны на такую нагрузку.
Результаты теплотехнического расчета с применением технологии «зеленая кровля»
Для исходного жилого здания проведен теплотехнический расчет с применением конструкции зеленой кровли, состав которой приведен в таблице.
Получены следующие результаты: сопротивление теплопередаче кровельной конструкции:
Rc = 5,64 (м 2 - T ) / Вт);
годовой расход тепловой энергии:
Qy h2 = 603867,2 кВт ⋅ час/год.
Таблица
Теплотехнические характеристики отдельных слоев зеленой кровли
Материал |
Толщина слоя δ , м |
Плотность материала ρ , кг/м3 |
Коэффициент теплопроводности λ Б , Вт/(м·°С) |
Гипсовая штукатурка |
0,005 |
1000 |
0,35 |
Железобетонная плита покрытия |
0,2 |
2500 |
2,04 |
Керамзитобетон |
0,1 |
1000 |
0,41 |
Выранивающая цементно песчаная Стяжка |
0,02 |
1800 |
0,93 |
Гидроизоляция |
0,008 |
3,5 |
0 |
Противокорневая пленка ВСФ 40 (ЦинКо РУС) в 2 слоя |
0,0008 |
1400 |
0,23 |
Утеплитель пенополистирол |
0,2 |
12 |
0,044 |
Разделительно-скользящая мембрана ТГВ 21 (ЦинКо РУС) |
0,0005 |
0,023 |
|
Флорадрейн ФД 40 (ЦинКо РУС) |
0 |
916 |
0,26 |
Системный фильтр ТГ (ЦинКо РУС) |
0,0009 |
0,023 |
|
Субстрат Цирхум (ЦинКо РУС) |
0.3 |
1800 |
1,16 |
Заключение
Дренажный слой зеленой кровли, чтобы иметь возможность хорошо выполнять возложенные на него функции, должен быть прочным и устойчивым ко всем возможным неблагоприятным и вредным факторам в таких условиях, т.е. высокая влажность и очень низкие или очень высокие температуры. Кроме того, дренажный слой должен обладать высокой устойчивостью к возможным механическим повреждениям, связанным, например, с высокими нагрузками [2, с. 121].
Применение технологии «зеленых крыш» позволяет не только улучшить экологические характеристики здания или сооружения, но и оказывает благоприятное влияние на городскую среду в целом. В России, благодаря развитию системы «зеленых» стандартов и направлению экологического строительства, стали появляться озеленяемые крыши и кровли заданий. Сейчас, при разработке конструктивных решений, в основном применяют технологию устройства плоских крыш, в которой изменяется пирог самой кровли. Строение такой кровли предполагает устройство теплоизоляции поверх гидроизоляции, при этом данный утеплитель должен иметь устойчивость к длительному воздействию влаги.
Например, в качестве зеленых насаждений можно использовать газонные травы, полевые цветы, декоративные цветы, фруктовые деревья и кустарники. Также можно использовать и другие растения, которые смогут выжить при должном уходе, несмотря на суровый климат РФ.
Список литературы Применение зеленых кровель
- Макарова Т.В., Панова М.С., Жарких Д.С. Зеленые кровли как способ органичного взаимодействия архитектуры и ландшафта // Научно-исследовательская деятельность как фактор личностного и профессионального развития студентов. Материалы международной студенческой научно-практической конференции среди образовательных учреждений СПО. Многопрофильный колледж ФГБОУ ВО Орловский ГАУ. 2018. - 345 с.
- Ильичев В.А., Емельянов С.Г., Колчунов В.И., Бакаева Н.В. Инновационные технологии в строительстве городов. Биосферная совместимость и человеческий потенциал. М.: Изд-во АСВ, 2019. - 208 с.
- EDN: DBBULS
- Сорока, Б. Зеленое море / Б. Сорока. - М.: Детгиз, 2020. - 255 c.
- Титова, Н. П. Сады на крышах. - М.: ОЛМА-ПРЕСС Гранд, 2002. - 112 с.
- Хайруллин И. З. Современная зеленая кровля // Проблемы сохранения и преобразования агроландшафтов: материалы Международной интернет-конференции, посвященной 225-летию со дня рождения С. Т. Аксакова. 2016. - 390 с.
- Холявко Дендрология и основы зеленого строительства / Холявко, В.С. и. - М.: Высшая школа; Издание 2-е, перераб. и доп., 2009. - 248 c.