Озеленение крыш реферат: Озеленение крыш: отечественный и зарубежный опыт

Дефицит территорий для создания зеленых насаждений ─ острая проблема для крупных городов и мегаполисов сегодня. Быстрая урбанизация и активное развитие промышленного комплекса воздействуют как на экологию планеты, так и на качество жизни населения. Зеленые насаждения обеспечивают комфортность проживания людей: снижают запыленность воздуха, уменьшают вредную концентрацию находящихся в воздухе газов, снижают температуру воздуха и шумовое загрязнения, обладают фитонцидными свойствами. Только в зеленых зонах человек может найти спокойствие и убежище от быстрой, шумной жизни города,

История создания сада на крыше началась еще до нашей эры. Первыми древними ландшафтными идеями были висящие сады Вавилона и зеленые террасы Цезаря Августа. Современная история такого озеленения начинается в Исландии, где крыши засыпали землей и засаживали травой. Дома жителей этой островной страны напоминали живые уголки, на крышах которых свободно растет зелень почти как в естественных условиях.

В настоящее время зеленые кровли получили широкое международное признание, и их строительство осуществляется практически во всех регионах мира, первенство в создании крыш-садов, особенно в производстве для этого новых строительных материалов, принадлежит Германии. В этой стране одно из обязательных условий при проектировании новых зданий – озеленение крыши, в том числе имеющей значительный уклон. Были введены даже налоги для домовладельцев, не использующих крыши под сады.

В ряде европейских стран, включая Нидерланды, Норвегию, Италию, Венгрию, Швецию, Грецию и др., существуют ассоциации, активно продвигающие идею «зелёных крыш». В австрийском городе Линц работы девелоперов по озеленению крыш с 1983 года оплачиваются муниципалитетом, а в Швейцарии федеральный закон о «зелёных крышах» введён в действие с конца 1990-х.

В Северной Америке данная технология стала развиваться позже чем в Европе, но уже к 2010 году площадь зеленых крыш в США и Канаде составила 900 тыс. м

В Сан-Франциско в 2017 году был принят закон, согласно которому, в новостройках должны быть запроектированы зеленые крыши. Еще годом ранее, в 2016 году, аналогичный закон ввели во Франции – там все здания, построенные в коммерческих зонах, должны быть частично покрыты растениями или солнечными панелями [2].

Озеленение крыш в Республике Беларусь еще не стало массовым явлением. Первая попытка создания «зеленой крыши» была осуществлена еще в 1970-е, когда строился микрорайон «Восток-1». Руководитель проекта архитектор Георгий Сысоев в знаменитых «домах с мозаикой» запроектировал «висячие сады» на крышах. Там были созданы оранжереи, где растения в кадках и специальных коробах располагались на двух уровнях. Опоры, на которых крепились посадки,  уходят через крышу вниз и соединяются с несущими конструкциями. К такому решению пришли из-за невозможности запроектировать нагрузку больше, чем снеговую. Ботанический сад предложил для высадки карликовую березу, ель колючую, облепиху крушинную, кизильник блестящий.

В 2017 г. в рамках проекта «Содействие переходу Республики Беларусь к «зеленой» экономике, финансируемого Европейским союзом и реализуемого Программой развития ООН в партнерстве с Министерством природных ресурсов и охраны окружающее среды Республики Беларусь [4] в одном из учреждений образования г. Марьина Горка появилась «зелена крыша». Крыш модифицировали с учетом зарубежного опыта в области озеленения крыш зданий и эксплуатации кровли с почвенным покровом. В инициативе использовали опыт озеленения Варшавской библиотеки [5].

Зеленые крыши обладают рядом преимуществ перед обычным кровельным покрытием зданий [6]:

• улучшение экологии самого здания и территории вокруг него: зеленые насаждения очищают воздух, задерживая около 20% вредных примесей;
• повышение уровня шумоизоляции.  Особенно актуально для зданий, расположенных вблизи автомагистралей, аэропортов и прочих источников шума;
• повышение уровня теплоизоляции: зеленая кровля хорошо регулирует процессы теплообмена здания с окружающей средой. зимой тепло задерживается, а летом дом находится в приятной прохладе;
• дополнительное место для отдыха и дополнительная площадь для реализации садоводческих идей;
• увеличение срока службы кровли. растения и грунт в определенной степени защищают крышу от воздействия негативных факторов: влаги, снега, солнечных лучей и т. Д;
• защита от снежных завалов и подтоплений. растения в этом случае принимают на себя удар и частично задерживают снежные отвалы и дождевую воду;
• эстетическая составляющая. Озеленение — это оригинальное, всегда запоминающееся оформление кровли;

Кроме преимуществ имеются и недостатки зеленых крыш, а именно:

• высокая стоимость по сравнению с обычной крышей;
• большой вес, который может не выдержать укрывной материал на ней.

Щепетильный выбор растений и правильный уход за ними. Прежде чем создавать зеленый сад на крыше, следует подобрать растения, которые смогут расти в таких условия и иметь красивый внешний вид.

Выделяют два основных типа зеленых крыш: интенсивные и экстенсивные. Они отличаются от друга стоимостью, видами растений и типом использования.

Интенсивные крыши представляют собой сад в полном значении этого слова. Ассортимент растений при данной типе разнообразен, включает лиственные и хвойные кустарники, небольшие деревья, на крыше обустраиваются места для отдыха и прогулок. Такой тип озеленения можно внедрить на крыши больниц и поликлиник Беларуси, так как плотная городская застройка не всегда позволяет создать полноценные зеленые насаждения для оздоровления пациентов.

При экстенсивном озеленении применяют только растения, которые выдерживают неблагоприятные условия, такие как седумы, камнеломки и просто газонные травы. Доступ людей на такую крышу для отдыха не предполагается, а передвижение возможно только по специальным дорожкам.

Основные сложности в создании садов на крышах – разрушающая сила коревой системы и ветровые нагрузки, поэтому конструкция сада на крыше является достаточно сложной. Она имеет, как правило, несколько изолирующих слоев, дополнительные ветрозащитные устройства и специальную систему полива. Слой грунта для растений должен составлять 30-40 см, для создания газона – 15 см. Новые технологии обустройства «зеленых крыш» включают целый комплекс строительных работ. Это решение вопросов гидроизоляции, устройство дренажного слоя с необходимой фильтрацией.  В зависимости от конкретных условий состав и число многослойного «пирога» покрытия зеленой крыши – сада могут изменяться в самых широких пределах, отвечая каждый раз определенной задаче. [7].

Таким образом, за многовековую историю существования зеленых крыш были разработаны оптимальные способы их создания. Озеленённая крыша – это свободный участок пространства, который можно использовать для отдыха и восстановления сил. Экологическая ценность, срок службы и эстетическая привлекательность оправдывают средства, вложенные в строительство зеленой кровли.

Список литературы:
1. Сады на крыше: новое слово в современном ландшафтном дизайне [Электронный ресурс] / режим доступа: https://zstrela.ru/projects/magazine/sections/dizayn-sada/sady-na-kryshe-novoe-slovo-v-sovremennom-landshaftnom-dizayne
2. Зеленые крыши городов [Электронный ресурс] / режим доступа: http://ecopeterburg.ru/2018/12/10/зеленые-крыши-городов/
3. За зеленью ─ на крышу [Электронный ресурс] / режим доступа: https://wildlife.by/ecology/presentations/za-zelenyu-na-kryshu/
4. Проектный документ Вовлечение общественности в экологический мониторинг и улучшение управления охраной окружающей среды на местном уровне [Электронный ресурс] / режим доступа: http://ecopeterburg.ru/2018/12/10/зеленые-крыши-городов/
5. Первая в Беларуси «зеленая» крыша открыта в Марьиногорской гимназии [Электронный ресурс] / режим доступа: http://pgs.greenlogic.by/dokumenty/
6. Зеленая крыша своими руками [Электронный ресурс] / режим доступа: http://strport.ru/uchastok/zelenaya-krysha-svoimi-rukami
7. Пособие по озеленению и благоустройству эксплуатируемых крыш жилых и общественных зданий, подземных и полуподземных гаражей, объектов гражданской обороны и других сооружений. — М.: Москомархитектура, ОАО «Моспроект», 2001. — 44 с. ─ 19 с.

Озеленение искусственных покрытий

Московский Архитектурный  институт

(Государственная  академия)

Кафедра «Градостроительство»

Инженерная подготовка и благоустройство  городских территорий

Реферат на тему:

«Озеленение искусственных покрытий».

Студент IV курса 12 группы

Улинич Н.А.

Преаодаватель: Бехтерева А.С.

Москва, 2012.

 
Содержание:

1. Введение
2. Зеленая кровля
3. Живая стена
4. Польза для окружающей среды
5. Список литературы

1.Введение.

История садов на крышах начиналась с Ассирии, Вавилона (знаменитые террасированные  сады Семирамиды), затем постепенно подобия этих садов стали появляться в Греции, древнем Риме, с начала ХVII века в Северной Европе (в Германии, Швеции) и в России (знаменитые верховые висячие сады Кремля). Со временем, по мере развития индустрии строительных материалов и конструкций и их совершенствования, сады на крышах стали появляться во всем мире – в США, Канаде, Японии и многих других странах. Травяные крыши, плоские и скатные, также имеют свою древнюю историю – в основном они характерны для построек в Норвегии, Швеции, прибалтийских стран- где сооружаются и до сих пор. Не смотря на то, что сады на крышах довольно распространены во всем мире, для россиян они являются пока все же новинкой, хотя очевидно, что в последнее время создание таких садов в Москве наращивает свои темпы. В 2000 г. Правительство Москвы и Москомархитектура выпустило «Рекомендации по проектированию озеленения и благоустройства крыш жилых и общественных зданий и других искусственных оснований». После успешной реализации городских программ по развитию плоскостного и вертикального цветочного оформления стали появляться и примеры успешного озеленения крыш зданий, так например, начались озеленительные работы весной 2007г. по созданию садов на крышах высотных зданий, расположенных на Новом Арбате.

В некоторых странах Европы, таких как Германия и Швейцария, вышли законы, обязывающие застройщиков озеленять плоские кровли вновь возводимых зданий. А на Фарерских островах, находящихся между Шотландией и Исландией, принадлежащих на сегодня датскому королевству, традиции озеленения кровель уходят корнями в глубокую древность.

Илл.1 .Старый дом с задерненной крышей

Илл 2. Великолепный висячий сад над террасами, перекрывающими анфилады залов и гротов дворца на острове Изола Белла (озеро Лаго Маджоре в Северной Италии), сохранился до наших дней с конца XVIв.

2. Зеленая кровля

— это кровля здания, которая  частично или полностью покрыта  растительностью малого или среднего  размера, предварительно покрытая  водозащитной мембраной. Она может  включать добавочные слои такие как, барьеры для корней, дренаж и ирригационные системы.

Контейнерные сады на кровлях, где  растения содержатся в горшках, в  целом не может рассматриваться  как истинная зеленая кровля, хотя на сегодняшний день, это является областью для дебатов. Водоемы на кровле — это другая форма зеленых крыш, которая создана, чтобы перерабатывать «серую воду», т.е. воду, бывшую в использовании человеком, но не имеющая вредных включений и продуктов человеческих отходов.

Зеленые кровли служат нескольким целям для здания, таким как поглощение дождевой воды, обеспечение изоляции, создание среды обитания для дикой природы, и  помощь в снижении городской температуры воздуха и борьбы против «эффекта островов теплоты», появляющихся в крупных городах.

Типы зеленой кровли.

Зеленые кровли делятся на 2 вида: интенсивная, при которой слой покрытия толще, и может содержать широкое  разнообразие растений, но при этом она весьма тяжела и требует большего ухода. Второй тип — экстенсивная кровля, которая порыта более тонким слоем растительности и имеет гораздо более легкий вес, чем интенсивная кровля.

Термин зеленая кровля, также  может относиться к кровлям, которые  используют одну из форм зеленых технологий, таких как холодная кровля, кровли с солнечными и тепловыми коллекторами или фотогальваническими панелями.

Рис.1 Инверсионная кровля с зелеными насаждениями: 1 – бетонная плита перекрытия; 2 – разуклонка из керамзитобетона; 3 – армированная цементно-песчаная стяжка; 4 – «Техноэласт ЭПП»; 5 – «Техноэласт-Грин»; 6 – полиэтиленовая пленка; 7 – геотекстиль; 8 – экструзионный пенополистирол; 9 – геодренажная полимерная мембрана между двумя слоями геотекстиля; 10 – грунт; 11 – озеленение; 12 – разделительный слой; 13 – дренажный композит; 14 – армированная цементно-песчаная стяжка; 15 – тротуарная плитка

Рис. 2 Совмещенная зеленая кровля (профнастил): 1 – профнастил; 2 – пароизоляция; 3 – утеплитель; 4 – «Техноэласт-Фикс»; 5 – «Техноэласт-Грин»; 6 – полиэтиленовая пленка; 7 – геодренажная полимерная мембрана между двумя слоями геотекстиля; 8 – грунт; 9 – озеленение; 10 – геотекстиль; 11 – тротуарная плитка

Илл.4.Международный префектурный зал Фукуока (Fukuoka Prefectural International Hall), Япония. Архитектор Эмилио Амбаз (Emilio Ambasz) сконструировал здание-парк в виде 15 террас на правительственном строении в Японии. Зеленая крыша представляет собой 35 тысяч растений, которые в свою очередь олицетворяют 76 различных видов растений. Из окон государственного учреждения открывается потрясающий вид.

Илл.5 Школа искусств в Сигапуре. Зеленая крыша-газон одного из зданий Наньянский технологический университета вот уже несколько лет является одной из главных достопримечательностей Сингапура. Несомненно архитекторы нашли именно ту уникальную форму, больше всего характеризующую содержание этого здания – Школы искусств, дизайна и медиа, одной из двенадцати школ входящих в состав главного университета города-государства. Наньянский университет вместе с кампусом располагается на площади в 200 гектар на юго-западе главного острова.

3. Живая стена.

Живая стена — это общее название, которое включает в себя понятия  зеленая стена, зеленый фасад, преграда, живая изгородь или стена, которая  частично или полностью покрыта  растительностью.

Наблюдая в тропических лесах дивную растительность, взбирающуюся зелёным ковром по стволам деревьев или по каменистым скалам, биолог решил, что очень похожую систему можно создать искусственно. Эта идея привела к одному из самых симпатичных изобретений в области дизайна и архитектуры: в буквальном смысле слова — висячим садам.

Ботаник и дизайнер Патрик Блан (Patrick Blanc), основное место работы которого — национальный французский исследовательский центр (CNRS), а основная деятельность – изучение растений тропического подлеска, пожалуй, больше известен в мире как изобретатель растительных стен – системы «Вертикальные сады» (Vertical Garden System).

Эти стены — не просто плющ, увивающий фасад, как это было на протяжении столетий. Это, фактически, сады, поставленные вертикально. Здесь предусмотрена целая система крепления растений, разнообразие которых почти ничем не ограничено (хотя, конечно, деревья таким образом не посадишь).

В основе этих садов лежит металлическая рама, закрепляемая на стене. К ней прикручивается каркас из пластика, в свою очередь, удерживающий тонкие высокопористые полиамидные пластины, формирующие нечто вроде войлока. В этом-то материале и пускают свои корни растения.

Тут нужно сказать, что растения в Вертикальные сады имплантируют в виде семян. Так что зелёную стену нужно не только смонтировать на здании, но потом ещё и кропотливо вырастить. Зато, вкрапляя до 30 разных растений в каждый квадратный метр композиции, можно создавать удивительно рельефные вертикальные ландшафты, навевающие мысли о настоящих тропиках и джунглях, которыми, к слову, часто именуют города, только в иносказательном смысле.

Сеть трубок, спрятанных позади пластика, подаёт питательный раствор, содержащий минеральные элементы, необходимые для роста растений. Полимерный войлок пропитывается этой смесью за счёт капиллярного эффекта. При этом стена здания, укрытая за таким украшением, не становится влажной – вода к ней не проходит и повреждений никаких не наносит.

Итак, никакой почвы растениям не нужно – уверен учёный. Главное – обеспечить их нужными веществами.

Свою первую живую стену он построил в 1988-м, и с тех пор его творения украсили несколько десятков стен зданий. Это отели, административные строения, магазины, штаб-квартиры компании и др. Причём вертикальные сады нашли применение как снаружи сооружений, так изнутри.

Да, как элемент внутреннего  убранства музеев, выставочных залов, деловых центров, офисов и магазинов зелёные стены Патрика Блана оказались востребованным товаром. Их даже можно найти в нескольких частных домах.

Ну а знание ботаники помогает создателю этих вертикальных садов подбирать наиболее красивые композиции из растений, уживающихся друг с другом. Как тут не сказать ещё раз, что сама идея вертикального сада возникла у учёного после исследований тропических лесов.

Илл.6 Самая свежая стена месье Блана украшает новый парижский (Musée du quai Branly), выставляющий предметы искусства народов Америки, Азии, Океании и Африки. Он открылся лишь в июне прошлого года.

А на 2007 год намечена реализация ещё нескольких проектов Бланка в Малайзии, Катаре, Бельгии, Вьетнаме, Корее, Австралии, США, Итали, и Франции.

Илл.6 В Портленде (штат Орегон, США) одну из стен здания федерального собрания решено покрыть живыми растениями. Помимо декоративных функций, “живая стена” является настоящей энергосберегающей системой и позволяет сэкономить свыше 280 тыс. долл. в год. Установка солнечных батарей позволит сократить затраты на энергию на 65%. Дизайнеры рассчитывают возвести “живую стену” к 2013 г.

Илл.7 SkyFarm (Торонто). Это строение в центре Торонто, Канада, является хорошим примером того, как вертикальные сады и живые стены могут быть не только красивыми но и прибыльными. %8 этажное здание стоит на всего лишь 58 гектарах земли, но имеет почти 750 тысяч квадратных метров сельскохозяйственной площади за счет вертикального дизайна. Считается, что урожай может принести до 23 миллионов долларов в год.

Илл.8 Parabienta [Япония]. Эти экологически чистые живые стены являются результатом сотрудничества двух японских промышленных компаний, Симидзу и Минору. Призванные относительно недорого создать и поддерживать живой стеной делает значительный вклад в строительство охлаждения и тем самым поможет снизить потребление энергии.

Типы живой стены:

Есть множество видов живой  стены, и хотя живая изгородь или  преграда тоже могут относиться к  живой стене, но между ними есть значительная разница. Живая изгородь — это стена, которая практически полностью состоит из растений, как например подстриженный кустарник, тогда как зеленая стена, как правило, упоминается как стена, которая частично или полностью покрыта травой или плющом. Живые стены, более известны как зеленые стены, особенно с развитием последних технических инноваций, которые позволяют создавать стены полностью покрытые орошаемыми живыми растениями. Среди зеленых стен различает 3 разных типа: свободная среда, среда-циновка, структурная среда.

Функции.

Зеленые стены нашли себя, в основном, в урбанистической среде, растения понижают температуру зданий. Основная проблема роста температуры в городах — это инсоляция, поглощение солнечной радиации дорогами и зданиями и хранение этого тепла в строительных материалах и их последующая ре-радиация. В отличие от этого, растительные поверхности, как результат испарения, не нагреваются более чем на 4-5 ^оС, относительно окружающего, а иногда и остаются холоднее.

Живые стены также могут быть средством для повторного использования  воды. Растения могут очищать немного загрязненную воду, такую как серая вода, по средствам поглощения растворенных питательных веществ. Бактерии минерализуют органические компоненты, делая их пригодными для растений.

Живые стены особенно подходят для  городов, так как они позволяют лучше всего использовать пригодные вертикальные поверхности. Также они подходят и для засушливых зон, так как циркуляция воды в вертикальных поверхностях значительно экономичнее, чем в горизонтальных садах, благодаря тому, что испарения воды происходят медленнее.

Живые стены могут служить для  городского сельского хозяйства, разбивки городских садов или просто, как  отдельный вид искусства, благодаря  своей красоте. Время от времени  живые стены разбиваются внутри зданий, для того, чтобы смягчить синдром больного здания.

Монтаж живой стены.

Вертикальный сад – это смесь  науки, инженерной мысли и искусства. Он – два в одном: украшение  помещения и действенная часть  его вентиляционной системы.

Камни поверх оросительной капельной  системы

На фотографии представлена живая стена, устроенная в одном из холлов в Канаде. Создатели этой стены очень хорошо продумали дизайн оросительной системы: вода просачивается через вертикальную конструкцию зеленого сада в резервуар из нержавеющей стали. Резервуар этот накрыт решеткой и при этом сама решетка спрятана под черными камнями . В сочетании с белым полом вся композиция выглядит естественно и очень нарядно.

Что касается самой стены, то она  держится на металлической конструкции  со специальным напылением (порошковое покрытие), стену здания защищает от влаги водонепроницаемый слой, растения же посажены в специальный материал (пенку), который заменяет растениям натуральную почву и обеспечивает их корневой системе необходимые условия для развития. Заметим, что в процессе посадки растений необходимости отмывать их корни от земли, нет. Поэтому при посадке растения просто достают из трехдюймовых (7.6 см) горшков и сразу же высаживают в пенку. Со временем корневая система развивается и прорастает в пенку. Таким образом, растения получат оптимальное соотношение воздуха и воды – условия, необходимые для наилучшего их развития.

Эффективные сине-зеленые крыши для управления ливневыми стоками

Введение

Экологические проблемы уже много десятилетий являются основной темой в науке и средствах массовой информации, а также среди общественности. В то время как осведомленность и общественное давление были высокими, действия правительства были ограничены экономическим давлением, и поэтому значимые действия медленно набирают обороты. Действия отрасли парадоксальным образом диктуются потребительским спросом. Ограниченные реальные действия привели к очевидным последствиям изменения климата, таким как экстремальные температуры, лесные пожары, засухи, наводнения и ураганы. Последствия этих событий наносят серьезный ущерб людям и всему живому в пострадавшем регионе.

Это заставляет нас внедрять инновации в соответствии с текущей ситуацией, внося постепенные достижимые изменения и предпринимая шаги для максимально возможного снижения воздействия на окружающую среду. Например, наблюдая бетонные просторы в растущих городах по всему миру, мы осознаем важность природы в этих искусственных средах, довольно враждебных человеческому благополучию. Важным усилием является целенаправленное введение растений, садов, лугов и даже ферм как внутри помещений, так и снаружи везде, где это возможно и мыслимо: на балконах, во дворах, на вертикальных поверхностях и на крышах.

Крыши представляют собой огромное количество ценной недвижимости, особенно по мере того, как городские районы продолжают расширяться. Эти в основном неиспользуемые и преимущественно горизонтальные поверхности можно использовать для многих полезных целей, таких как выработка энергии с помощью солнечных батарей, управление ливневыми стоками и выращивание растений. В этом документе исследуются возможности крыш для многомерного воздействия на смягчение последствий изменения климата.

Зеленые и синие крыши

Зеленые крыши

Под зеленой крышей понимается слой растительности на крыше с необходимыми подслоями для гидроизоляции и других эксплуатационных характеристик [1]. Хотя зеленые крыши использовались во всем мире на протяжении веков, например, на соломенных и покрытых мхом крышах, современные строительные конструкции требуют специально разработанных гидроизоляционных мембран и определенной конструктивной способности для обеспечения целостности здания с течением времени. Зеленые крыши обеспечивают дополнительную изоляцию здания и привносят в окружающую среду растительную жизнь с неотъемлемыми преимуществами, такими как снижение загрязнения и атмосферного углерода, уменьшение эффекта городского теплового острова в жарких температурных условиях, содействие биоразнообразию, удержание ливневых вод и многое другое.

Существует два основных типа зеленых крыш: экстенсивные и интенсивные, каждый из которых имеет множество вариаций. Экстенсивные зеленые крыши могут быть реализованы на более широком спектре крыш из-за их более мелкого грунта или среды для выращивания и, следовательно, снижения нагрузки на конструкцию здания. Хотя этот тип крыши, как правило, дешевле, он ограничивает выбор видов растений и ограничен в своих характеристиках защиты от ливневых вод и изоляционных свойствах. Интенсивные зеленые крыши могут обеспечить более глубокую почву или среду для выращивания и, следовательно, большее разнообразие растений, включая потенциально продуктивные пищевые культуры и даже деревья. Полуинтенсивные зеленые крыши представляют собой смесь этих двух типов зеленых крыш [2, 3].

Компромиссы при проектировании включают ограничения здания, стоимость, безопасность, эстетику, экологическую устойчивость, устойчивость к изменению климата, включая устойчивость к более экстремальному микроклимату на крыше, и взаимодействие с пользователями здания, которое может принести пользу их здоровью, включая психическое здоровье. Зеленые крыши с их многочисленными преимуществами в настоящее время обязательны во многих муниципалитетах [4]. Тем не менее, зеленые крыши могут не соответствовать проектным ожиданиям по двум основным причинам: нанося ущерб зданию или не выполняя функции зеленой крыши. Для предотвращения первого требуются надлежащий структурный анализ и строительство, а также подходящие гидроизоляционные мембраны. Отказ от использования в качестве зеленой крыши может состоять из отказа любого из ожидаемых свойств, таких как рост растений, эстетика, управление ливневыми стоками, изоляция или все это [5]. Эти отказы могут быть результатом плохого обслуживания, но часто могут быть связаны с конструкцией и возможными приоритетами снижения затрат. Если в среде для выращивания останется слишком много или слишком мало воды, растения не выживут.

Проектировщики зеленых крыш могут включать в себя как экстенсивные, так и интенсивные зоны, а также могут предусматривать общественный доступ и даже общинное сельское хозяйство. Более глубокие кровати могут быть стратегически размещены над поддерживающими вертикальными несущими колоннами в конструкции здания, чтобы удовлетворить конструктивные требования. Сельское хозяйство с зелеными крышами может варьироваться по масштабу: от контейнерных растений до городских ферм. Экологические методы ведения сельского хозяйства являются идеальным способом обеспечения здоровья растений и почвы при оптимизации экологических выгод. Эти методы включают мульчирование, компостирование, сопутствующие посадки, севооборот, укрытие рядов, зимние покровные культуры и многие другие методы вместо химических опрыскиваний и удобрений. Такие экологические методы также снижают зависимость от орошения, о чем мы поговорим позже в этой статье. Примером продуктивной или сельскохозяйственной зеленой крыши в Торонто является городская ферма Райерсона * [6]. На рис. 1 показана эта зеленая крыша в летний вегетационный период, а на рис. 2 показаны озимые покровные культуры и мульчирование в январе.

Рисунок 1.

Городская ферма с интенсивной зеленой крышей. Столичный университет Торонто (TMU), Канада.

Рисунок 2.

Экологические методы выращивания озимых покровных культур и мульчирование в январе на городской ферме Райерсона*, Университет Торонто Метрополитен (TMU), Канада

Контейнерные сады

Ryerson* Urban Farm также использовала выращивание в контейнерах на небольшом участке крыши. Этот метод обеспечивает высокий уровень гибкости, поскольку контейнеры можно перемещать из одного места в другое, и они не являются постоянными установками. Их можно использовать в небольших помещениях, например, на балконах, а планировку можно легко изменить с течением времени.

На протяжении многих лет методы выращивания растений в контейнерах привели к эффективным инновациям в дизайне контейнеров. Например, в конструкции сеялки с автоматическим орошением (SIP) используются два отсека, как показано на рисунке 3. Нижняя часть контейнера представляет собой резервуар для воды, который заполняется через трубку и имеет дренажное отверстие в верхней части этого резервуара. раздел. В верхней части контейнера находится почва/среда для выращивания и растения. Влагоотводящая ткань и разделительный слой удерживают почву в верхней части, одновременно направляя воду из резервуара в среду для выращивания и корни растений. Вода поднимается вверх за счет гидрологических условий почвы и особенно за счет поглощения влаги корнями растений [7].

Рисунок 3.

Пример контейнера с автоматическим орошением (SIP), показывающий мембрану, отделяющую резервуар для воды от верхнего отсека, куда будут добавляться почва и растения. Влагоотводящий материал, который позволяет корням растений втягивать воду из резервуара в почву, можно увидеть, как корни соединяют два отсека. Поливочная трубка находится в переднем левом углу.

Голубые крыши

Голубые крыши предназначены для управления ливневыми стоками и удержания воды, которая высвобождается в результате замедленного стока или испарения. Удержание воды может быть обеспечено такими средами, как почва, или специально разработанными удерживающими резервуарами [8]. Как и следовало ожидать, голубые крыши также требуют особого внимания к гидроизоляции и способности конструкции выдерживать вес воды на крыше.

Особый интерес представляет максимальное использование потенциала голубых крыш не только для удержания и/или удержания воды, но и для ее продуктивного использования для роста растений. С другой стороны, растения дают возможность поглощать и удерживать некоторое количество влаги в своей структуре, а также выделять часть воды в атмосферу за счет эвапотранспирации (ET). Комбинируя синие крыши с зелеными крышами, потенциал управления ливневыми водами как синих, так и зеленых крыш увеличивается за счет включения растений для удержания, задержки и устранения стока воды [9].

Выбор растений может сыграть роль в конструкции системы крыши для оптимизации характеристик ливневых стоков с учетом как аспектов удержания, так и испарения в дополнение к ET, обеспечиваемому зелеными крышами [10]. Испарение и ET оказывают охлаждающее воздействие на здание, что является еще одним экологическим преимуществом, которое могут обеспечить как голубые, так и зеленые крыши.

Сине-зеленые крыши

Сине-зеленые крыши представляют собой синергетические преимущества технологий синей и зеленой крыш. Сохраненная вода поддерживает здоровье растений, а растения помогают удерживать и удалять ливневые воды из муниципальной системы управления ливневыми стоками [11].

Концепция объединения зеленых и синих крыш часто реализуется аналогично конструкции SIP-контейнера. Впитывающий слой предусмотрен, например, в SIP-контейнерах, для отвода влаги в атмосферу или в среду для выращивания растений / почву. На рисунке 4(а) показан пример капиллярного слоя [12], а на рисунке 4(b) показано, как этот слой может быть расположен между дренажным слоем (в данном случае гравием) и удерживающим слоем, который представляет собой резервуар ниже.

Рис. 4.

(a) Коммерчески запатентованная влагоотводящая ткань [12] для отвода влаги из резервуара с водой вверх для растений и/или испарения через слои выше. (b) Влагоотводящая ткань может быть размещена под дренажным слоем или балластным слоем, таким как гравий, показанный здесь, для зеленых, синих и сине-зеленых крыш.

Гравий также может обеспечить необходимую балластировку на крышах, где подъем ветром является основным конструктивным фактором. Компромиссы при проектировании сине-зеленых крыш включают структурные ограничения, стоимость, безопасность, эстетику, экологическую устойчивость, устойчивость к изменению климата, а также требования и преимущества пользователей здания.

Городские фермы с зеленой крышей

Городские фермы с зеленой крышей, часто называемые продуктивными зелеными крышами, могут обеспечить дополнительные преимущества, включая местное производство продуктов питания. Такие факторы, как техническое обслуживание и сбор урожая в сельском хозяйстве (персонал и системы), а также управление почвой, представляют собой важные соображения при разработке этих систем. На рис. 5 показана экологическая зеленая крыша Эндрю и Валери Прингл в Университете Райерсона*. Первоначально он был разработан с использованием несъедобных растений в 6 ^» питательной среды. При преобразовании в городскую ферму Ryerson* существующая почва была насыпана, чтобы сформировать ряды и обеспечить глубину посадки 12 ^″ , что в сочетании с экологическими методами ведения сельского хозяйства привело к созданию здоровой, богатой питательными веществами почвы. Сейчас на этой ферме находится Лаборатория Ryerson* Urban Farm Living Lab; он занимает акр и может производить 10 000 фунтов продукции за вегетационный период [6].

Рис. 5.

Городская ферма Райерсона*, Столичный университет Торонто (TMU), Канада.

Орошение

Важным требованием для сельского хозяйства является надлежащая влажность почвы или обеспечение растений водой. Это само по себе может представлять собой бремя для окружающей среды, особенно в засушливых районах или в периоды засухи, а также в районах, где чрезмерный забор воды из подземных ресурсов [13]. Там, где используется муниципальная очищенная вода, это создает дополнительную нагрузку на окружающую среду, связанную с очисткой воды.

Экологические методы выращивания снижают воздействие сельского хозяйства на окружающую среду, включая необходимое орошение. Мульчирование почвы сохраняет влагу, сопутствующие посадки повышают устойчивость растений, а более высокие растения могут создавать тень для уменьшения испарения. Эти и другие экологические методы можно использовать в городских фермах с зелеными крышами.

Кроме того, природоохранные мероприятия должны также включать сбор дождевой воды [14]. Это сложно на крыше из-за конструктивных и пространственных ограничений, а также потому, что требуется вертикальная высота, чтобы вода могла собираться в резервуар, а затем стекать из резервуара на поверхность зеленой крыши. Сине-зеленая конструкция крыши может облегчить сбор дождевой воды, как описано выше, за счет наличия удерживающего резервуара и пассивного отвода воды для перемещения воды обратно вверх против силы тяжести для использования растениями. Если ни приподнятый резервуар, ни система затекания невозможны, то собранную воду можно перекачивать обратно на поверхность крыши. Если перекачка необходима, то рекомендуется, чтобы она питалась от возобновляемых источников энергии, например, от солнечных батарей [15]. Ручной полив — хороший вариант с доступной рабочей силой, если делать это последовательно; это поощряет наблюдение за растениями и условиями на крыше.

Сток

В городском сельском хозяйстве чрезмерное орошение или использование пестицидов/гербицидов наносят вред окружающей среде и создают дополнительную нагрузку на очистные сооружения. Что касается качества сточных вод, присущие почве фильтрационные свойства могут удалять примеси из дождевой воды, однако сельскохозяйственные стоки могут привносить в водные пути питательные вещества и микроорганизмы, которые могут разрушать естественную водную экосистему. Поэтому целесообразен мониторинг стока воды, и важны исследования по этому аспекту. Однако с конструкциями систем сине-зеленой крыши может быть достижим нулевой чистый отток воды, при котором вода из резервуара с голубой крышей полностью удерживается и используется растениями или выбрасывается в атмосферу в результате испарения или ET, тем самым устраняя сток.

Эвапотранспирация и удержание для управления ливневыми водами

Зеленые крыши и голубые крыши имеют присущие характеристики управления ливневыми водами из-за их способности удерживать воду и задерживать или предотвращать ее попадание в городскую систему управления водными ресурсами. В некоторых городах инфраструктура канализации и сточных вод объединена, а в других — отдельные системы. Оба они имеют важные ограничения, особенно при управлении ливневыми стоками [16]. Снимая часть нагрузки с этих систем во время сильных дождей, можно снизить затраты на очистку сточных вод, переливы сточных вод и затопление улиц и подвалов.

В рамках продолжающегося исследования мы отслеживали эффективность различных конструкций кровельных систем в небольших модулях размером примерно 2 ^′ × 3 ^′ на крыше в центре Торонто. На рис. 6 показан один такой модуль и настройка системы. Блок выращивания растений имитирует коммерческую экстенсивную зеленую крышу, состоящую из выносливых суккулентных растений, таких как очитки, сертифицированной смеси почвы для зеленой крыши, дренажной ткани и минимального водоудерживающего слоя с дренажом для любой избыточной воды. Дополнительный резервуар для сбора воды, стекающей из модуля, расположен под ним, а модуль оснащен тензодатчиками для отслеживания изменения веса устройства при входе и выходе дождевой воды из модуля.

Рис. 6.

Тестовый модуль для зеленой крыши с резервуаром для улавливания стоков и тензодатчиками для получения значений эвапотранспирации.

Наряду с этой смоделированной экстенсивной зеленой крышей, экстенсивная сине-зеленая крыша, синяя крыша без аспекта зеленой крыши, продуктивная интенсивная зеленая крыша и продуктивная интенсивная сине-зеленая крыша были оценены с помощью аналогичных модулей. Удержание ливневых вод и ET контролировались путем непрерывной регистрации веса модуля и измерения количества воды, стекающей в резервуары. После сильного шторма было обнаружено, что продуктивный сине-зеленый модуль крыши задержал все ливневые воды, т.е. вода не стекала в нижний резервуар, тогда как в других модулях после события было разное количество ливневых стоков [17].

Мониторинг и автоматизация

Технологии могут быть полезны при обслуживании системы «голубой» и/или «зеленой» крыши. Он может служить для мониторинга состояния материалов и растений, а также для автоматизации орошения [18]. Технологии не должны заменять человеческий осмотр и техническое обслуживание, и важно включить «человека в цикл» при проектировании автоматизированных систем. Помимо обычных требований по техническому обслуживанию и осмотру, внимание человека особенно важно при работе с живыми организмами, такими как растения.

Сбор данных важен для тщательного анализа, отслеживания тенденций и улучшения процессов. Например, количественные данные о почвенных условиях важны для сельскохозяйственных растений [19]. При разработке интернет- и мобильной системы регистрации данных для продуктивных зеленых крыш были определены важные параметры, в том числе влажность почвы, температура и рН. Эти показатели можно собирать с помощью набора датчиков, постоянно установленных в грядках для выращивания, или путем регулярного или по мере необходимости ручного зондирования [20].

При разработке систем информационных технологий для зеленых крыш необходимы всесторонние консультации с рабочей группой фермеров, чтобы обеспечить сбор наиболее полезной информации и внедрить наиболее подходящую систему сбора данных и пользовательский интерфейс. Полная система может включать постоянную регистрацию данных, собираемых локально или передаваемых на облачный сервер. Если загрузка в Интернет включена, данные могут быть доступны удаленно для анализа и мониторинга. На рисунке 7 показана схема системы, разработанная студентами Университета Райерсона* [21]. В конечном счете, эти входные данные могут управлять исполнительными механизмами для активации ирригационных клапанов по мере необходимости.

Рисунок 7.

Проект системы мониторинга почвы и регистрации данных [21].

Внедрение систем обнаружения, автоматизации и управления на крыше имеет свои важные аспекты проектирования и планирования. Распределенные датчики, постоянно установленные в среде для выращивания, могут быть нарушены сельскохозяйственными работами. Регулярные проверки датчиков и систем также очень важны, учитывая суровые погодные условия на крышах. Мало того, что зеленые крыши на открытом воздухе подвергаются воздействию элементов, крыши подвергаются более сильным ветрам и более сильным экстремальным температурам, чем окружающая среда на уровне земли. Кроме того, при проектировании сети следует учитывать наличие доступа в Интернет на крыше, включая радиус действия Wi-Fi и мощность сигнала.

Система, показанная на рисунке 7, использовала передатчик Bluetooth для связи с мобильным телефоном. Для получения данных с помощью MIT App Inventor было разработано приложение для мобильного телефона Android для связи с передатчиком Bluetooth. Данные, собранные на телефоне, затем могут быть переданы на облачный сервер и/или переданы на компьютер. Данные были доступны в Интернете через специально разработанный интерфейс на основе веб-сайта, разработанный с помощью WordPress 5.0. База данных управлялась с помощью языка последовательных запросов (SQL), а данные настраивались с помощью сценария Python. Пользователи могли искать определенные растения и получать значения температуры, влажности почвы и pH по дате [21].

Выводы

Зеленые крыши могут иметь огромные экологические преимущества, предоставляя экосистемные услуги по многим экологическим проблемам, включая управление ливневыми стоками, регулирование температуры городского теплового острова и изоляцию зданий, биоразнообразие, эстетику, здоровье и благополучие человека. Последствия изменения климата, такие как наводнения и засухи по всему миру, подчеркивают важность распределенной инфраструктуры ливневых стоков, которая может быть обеспечена во всех городских районах с помощью зеленых и синих крыш. Зеленые крыши имеют дополнительное преимущество, заключающееся в том, что они привносят в городскую среду растительную жизнь, в том числе потенциал для местного производства продуктов питания. Однако, если они реализуются без внимания к экологическим аспектам проектирования, то оптимизация затрат может привести к неблагоприятным для окружающей среды результатам, а не к предполагаемым преимуществам.

Основные рекомендации, рассматриваемые в этом документе, включают: способность удерживать воду в среде для выращивания и/или подслоях, использование экологических методов выращивания, включая покровные культуры, улучшающие почву, компостирование, мульчирование и укрытие междурядий, а также сбор дождевой воды, где это возможно. Удерживающие слои способствуют управлению ливневыми стоками синергетически с растениями для задержки и уменьшения стока. Наряду с использованием технологий, включая мониторинг влажности почвы и автоматизированные системы орошения, внимание человека остается важным для поддержания растений и инфраструктуры здания в оптимальном состоянии.

Благодарности

Я благодарен за помощь многим людям в ходе этой работы, особенно моим ученикам: Девон Сантилло, Джереми Райт, Джереми Литл, Лузален Маркос, Прутал Мерчант, Малека Батул, Даузой Экубор, Роуз Эсфанди и многим другим. другие преданные студенты. Я также хотел бы поблагодарить Адама Джонстона и Шарин Шафии за помощь в проведении исследования. Спасибо Арлин Тронесс и команде Ryerson* Urban Farm, Центру исследований в области продовольственной безопасности, университетским бизнес-услугам, факультету инженерных и архитектурных наук, а также программе прикладных наук и управления окружающей средой Университета Райерсона*. Финансирование было предоставлено Канадским советом по естественным наукам и инженерным исследованиям в сотрудничестве с ZinCo Canada, Департаментом электротехники, компьютерной и биомедицинской инженерии и Лабораторией Ryerson* Urban Farm Living Lab.

Конфликт интересов

У автора нет конфликта интересов с этой работой.

Обширное исследование зеленой крыши модернизированного здания в Берлине, Германия: отчет спустя 34 года

Journal of Living ArchitectureSpring 2023

Автор JLIV

Реклама

Журнал живой архитектуры — это рецензируемый журнал с открытым доступом, издаваемый Фондом зеленой инфраструктуры и поддерживаемый журналом Living Architecture Monitor Magazine. Узнайте больше о Журнале, прочитайте все статьи Журнала или узнайте, как подать заявку в Журнал.

Обширное исследование зеленой крыши модернизированного здания в Берлине, Германия: отчет после 34 лет мониторинга

Том 10, номер 1, страницы 1–12

Манфред Келер (1)*

(1) Центр зеленых крыш, университет Прикладных наук Neubrandenburg, Germany

*Соответствующий автор: koehler@worldgreenroof. org

Абстракция

В этом отчете описывается постоянное наблюдение за развитием завода на зеленой крыше на мошенническом здании в Берлине с 19с 86 по 2019 год. Эти десять обширных зеленых крыш общей площадью 655 м² имеют разную экспозицию и уклон. Этот проект символизирует смену градостроительной парадигмы послевоенного Берлина от сноса уцелевших после Второй мировой войны кварталов жилья к постепенной реконструкции сохранившихся исторических арендованных дворовых построек. За тот же период выросло понимание городов как экосистем. Это означает, что концепции, касающиеся местного производства энергии, управления отходами и новых способов движения, а также большего количества зелени, были ключевыми элементами дизайна. Зеленые крыши были важным средством добавления растительности в городской пейзаж. Систематическое исследование включало полный районный квартал. Меньшая часть блока была реализована и профинансирована в качестве тематического исследования. Эти обширные крыши были одной из первых установок на наклонных крышах с заранее изготовленными газонными матами в Германии. Всего за 34 года наблюдений обнаружено 124 сосудистых растения. Только пять видов из исходного сообщества дерновых матов присутствовали все годы и доминировали в течение всего периода. Остальные пять, Festuca rubra , Dactylis glomerata , Lolium perenne , Poa pratensis , Plantago major исчез через несколько лет. Все крыши этого строительного комплекса были покрыты одинаковыми армированными тканью дерновыми матами. В то время это была новаторская технология зеленых крыш для скатных крыш в Германии. Основные выводы заключались в том, что видовое богатство не связано ни с площадью, ни с уклоном крыш. Значительно лучшие показатели роста связаны с факторами окружающей среды, особенно во влажных или влажных условиях по сравнению с засушливыми годами. Дерновые маты на крыше представляют собой стабильный растительный покров на протяжении всех лет. Такие виды экстенсивных крыш, возделываемых на предварительно изготовленных дерновых матах, обеспечивают надежную защиту от эрозии и не требуют особого ухода. В 1984 таких мата были новаторской кровельной технологией, и многолетние наблюдения подтверждают качество этого типа конструкции, что делает этот проект образцом для подражания для проектов модернизации в Северной Америке.

Полный текст статьи: https://doi.org/10.46534/jliv.2023.10.01.001

Ключевые слова: экстенсивные зеленые крыши, многолетнее наблюдение, скатные крыши, Берлин

Реклама

Осеннее производство салата ромэн на обширной зеленой крыше

Узнайте, как выращивание салата процветало на неглубоком субстрате, преодолевая экстремальные температуры и низкую плодородность. Узнайте о влиянии удобрений и погодных условий на урожайность сельскохозяйственных культур.

Выбор подходящей среды для озеленения крыш для городского сельского хозяйства

Требования к характеристикам почвы/питательной среды на фермах на крышах сложны. Узнайте больше о различных требованиях от экспертов на крыше.