Технология создания зеленых крыш в условиях севера России

Введение

С каждым годом зеленые крыши становятся все более популярным элементом экологического строительства. Сейчас зеленые крыши покрывают гаражи, торговые центры, их используют в качестве детских площадок, ресторанов и других рекреационных зон. В большей степени зеленые крыши распространены в южном климате, но встречаются одиночные проекты и в северных условиях России. На территории Республики Карелия на сегодняшний день не зарегистрировано ни одной зеленой крыши.

Целью работы является разработка универсальной технологии создания зеленых крыш в условиях севера России.

Литературный обзор

Зеленая крыша (экологическая крыша, эксплуатируемая кровля, живая кровля, растительная крыша) – это крыша, которая частично или полностью покрыта растительностью, располагающейся в верхней части кровельной конструкции на водонепроницаемой мембране с питательным слоем [6, 14].

Ученые выделяют два основных типа зеленых крыш: интенсивные и экстенсивные [12]. Также существуют переходные варианты между двумя основными типами – полуинтенсивная зеленая крыша, полуэкстенсивная зеленая крыша [4]. Главным образом, эти типы отличаются друг от друга толщиной слоя субстрата, стоимостью установки и эксплуатации, а также видами растений, используемых для создания зеленой кровли [7].

Экстенсивные зеленые крыши

Экстенсивный метод озеленения крыши самый простой. Его часто используют на крышах промышленных предприятий, а также при озеленении крыш гаражей, беседок, террас и различных хозяйственных построек [8].

Следует отметить, что экстенсивные зеленые крыши не предназначены для общего доступа или для отдыха и используются в основном в экологических целях или с эстетической точки зрения [8].

Такой вид кровли имеет очень тонкий слой субстрата, а также он требует минимального технического обслуживания. С экономической точки зрения данный вид крыш считается наименее ресурсоемким [11].

Для создания экстенсивного типа крыш часто используют различные виды мхов, суккуленты, травы. Чаще всего крыши покрывают седумом, делоспермой, молочаем, молодилом [10]. Эти растения официально рекомендованы для создания зеленых крыш в Америке и Сингапуре.

Особенности экстенсивных зеленых крыш [9, 2, 5]:

•      ограниченный выбор растений, узкие рамки для создания композиции;
•      низкие эксплуатационные расходы – как правило, не более двух инспекций в год;
•      небольшая глубина;
•      небольшой вес;
•      экономичный монтаж и техническое обслуживание.

Интенсивные зеленые крыши

Данный вид крыш имеет глубокий слой питательной среды, который позволяет выращивать деревья и кустарники (исключая виды, имеющие стержневой тип корневой системы).

Для правильного функционирования такого вида крыши необходим постоянный технический контроль, орошение, внесение удобрений.

Интенсивное озеленение характеризуется:

•      глубоким слоем почвы;
•      большим весом;
•      более высокими капитальными затратами;
•      увеличением разнообразия растений.

Интенсивная зеленая кровля – это настоящий сад, который, помимо невысоких растений, подразумевает наличие кустарников и деревьев. Интенсивная зеленая кровля по эксплуатационным характеристикам выдерживает от 100 до 700 кг в расчете на 1 м² площади [5, 13].

Технология создания зеленых крыш в условиях севера России включает в себя несколько важных этапов.

1. Предпроектный этап

На данном этапе производится анализ имеющейся кровли, пригодность кровли для создания на ней зеленой крыши. Рассматривается документация здания (допустимая нагрузка здания, материалы кровли), выясняются размеры планируемой эксплуатируемой кровли, продуваемость крыши ветрами, а также проводится инсоляционный анализ (если его нет в документации здания).

Допустимая нагрузка здания должна составлять не менее 200 кг на 1 м² (с учетом средней снеговой нагрузки в 100 кг на 1 м²). В таком случае возможно создание кровли экстенсивного типа. Для кровли интенсивного типа необходима допустимая нагрузка более 200 кг на 1 м². Знание слоев уже имеющегося кровельного пирога необходимо для уточнения слоев будущей зеленой крыши. Так, если уже имеется битумная крыша, то возможно без разбора конструкции проводить создание зеленой крыши.

Измерение уклона крыши необходимо для определения типа зеленой крыши, которую можно создать. При уклоне до 8 градусов возможно создание всех типов кровли. Уклон крыши, близкий к 8 градусам, считается оптимальным уклоном зеленой крыши. При большем уклоне возможно создание только экстенсивной зеленой кровли с применением объемной георешетки.

Инсоляционный анализ, изучение продуваемости крыши, а также роза ветров позволяют грамотно подобрать ассортимент растений, который лучшим образом приживется на данной кровле.

2. Проектный этап

На данном этапе определяется тип зеленой крыши (экстенсивный, полуинтенсивный, интенсивный). Создается проект ландшафтного дизайна зеленой крыши в зависимости от ее типа, определяется основная структура зеленой крыши в соответствии с уже имеющейся кровлей.

Определение типа зеленой крыши – это анализ данных, собранных на предпроектном этапе. Комплексный подход позволяет установить тот тип крыши, который возможно создать на конкретном здании (рисунок 1).

Рисунок 1. Порядок определения типа зеленой крыши

Рисунок 2. Зависимость толщины грунта и среднего веса крыши на 1 м²

Типовое строение зеленой крыши для условий севера России представлено на рисунке 3.

В условиях севера России следует использовать следующие строительные материалы:

•      Пароизоляция – Изоспан А, Изоспан Б [1];
•      Теплоизоляция – минеральная вата;
•      Стяжка – цементно-песчаная смесь [3];
•      Гидроизоляция – жидкая резина;
•      Дренажная мембрана – профилированная мембрана PLANTER ТехноНиколь;
•      Геотекстиль – полимерный нетканый материал 200 г/м².

Рисунок 3. Типовое строение зеленой крыши

Схема установки водоотвода изображена на рисунке 4. Для водоотвода используется водоотводная воронка, которая дополнительно гидроизолируется слоем жидкой резины. Водоотводная воронка соединяется с общей водосточной трубой крыши и помещается между слоем зеленых растений и гидроизоляцией в самом низком месте крыши. Для хорошего отведения воды наилучшим уклоном зеленой крыши считается 8 градусов.

Рисунок 4.  Схема строительства водоотвода