Для обустройства «зеленой» кровли используется гораздо более компактная система, чем в природе
Данная статья подготовлена на основе доклада начальника технического отдела компании ZinCo GmbH Ральфа Уокера (Ralf Walker), прочитанного им на Международном конгрессе «зеленых» кровель (International Green Roof Congress), состоявшемся 25–27 мая 2009 г.
Технические решения для интенсивного озеленения крыш
Конструктивное устройство «зеленых» кровель имеет большое количество деталей, целью применения которых является обеспечение низких статических нагрузок и максимальной защиты ресурсов (главным образом – воды). Недостаточно просто уложить грунт на крышу, необходимо создать защитные слои, дренаж, систему удержания влаги, фильтрующий слой, грамотно сформировать растительный покров.
Существует множество вариантов устройства кровельного «пирога» для «зеленой» кровли. Например, неутепленная кровля с интенсивным озеленением отличается от утепленной. О них мы поговорим ниже.
Благоустроенная крыша – это не только место для посадки растений, поэтому небольшая часть статьи будет посвящена обустройству полезной площади и интеграции в озеленение декоративных прудов, бассейнов, песочниц и других функциональных элементов.
Растительные формы: уход и вес конструкции
Для интенсивного озеленения крыш в основном используются многолетние травы, декоративные кустарники и деревья, обустраиваются газоны. В качестве промежуточного варианта между экстенсивной и интенсивной системой устройства «зеленых» крыш можно использовать засухоустойчивые многолетники и кустарники, но они требуют регулярного ухода.
Объем работ по уходу за озелененной кровлей зависит от того, какие высажены растения. Газон, как правило, требует больше всего внимания, поскольку его необходимо часто подстригать. Многолетники также нуждаются в регулярном уходе. Кустарники требуют гораздо меньше внимания, если, конечно, не задумано придавать им какой-либо формы.
Толщина плодородного слоя почвы, как правило, варьируется между 12 и 60 см (для деревьев требуется значительно больше – до 200 см). В результате вес системы колеблется в пределах от 160 до 900 кг/м2 (для деревьев он составляет порядка 3000 кг/м2).
От природы – к рукотворным системам
В живой природе почва выше уровня грунтовых вод имеет более или менее толстый, но проницаемый минеральный слой грунта, поверх которого расположен плодородный слой гумуса. Аналогичная система может быть возведена на крышах. Главное, обеспечить гидроизоляцию, устойчивую к воздействию корневой системы и хорошо защищенную от механических повреждений. Кроме того, требуется использовать материалы, предотвращающие застой воды.
Приведем пример технических возможностей, имеющихся для обустройства «зеленых» кровель.
Отдельные слои
1. Защитный слой (слои). Устойчивый защитный барьер, предотвращающий прорастание корней, должен закладываться в первую очередь. Гидроизоляция, разумеется, должна обеспечивать водонепроницаемость долгие годы. Второй защитный слой предназначен, в основном, для механической защиты гидроизоляции и предотвращения прорастания корней. Обычно для этих целей используются прочные маты из синтетического волокна.
2. Многофункциональный дренаж. Например, система Floradrain® FD 60 успешно используется уже на протяжении многих лет. Ее задача заключается не только в отводе излишков воды, но и в сохранении жизненно необходимой для растений влаги (влага поступает к корневой системе растений путем капиллярного эффекта).
3. Фильтрующий слой. Фильтр должен иметь устойчивую структуру и быть достаточно прочным.
4. Почвенный слой. Необходимо позаботиться, чтобы он не был слишком плотно утрамбован, чтобы обеспечить высокую проницаемость воды и хорошее увлажнение.
5. Растительность. Технически возможно почти все. Глубина растительного слоя должна быть адаптирована к используемым растениям (как описано выше). Некоторые критические случаи, например такие, как корневища бамбука*, рассматриваются отдельно.
*От редактора. Теоретически некоторые виды бамбука можно высаживать на кровлях-садах в условиях климата средней полосы России. Например, Bambusa metake из Японии и несколько видов китайского бамбука прекрасно растут в Центральной Европе, а представители рода саза (Sasa) растут даже на Сахалине и Курильских островах. Однако данное растение характеризуется очень развитым корневищем, и поэтому способно за короткий промежуток времени «захватить» большие территории. Поэтому, с точки зрения предотвращения прорастания корней, высаживать бамбук на озелененные кровли не рекомендуется
Удерживание влаги. Сначала сухой гумус постепенно насыщается дождевой водой. При этом часть влаги вбирают в себя растения. Избыточная влага, проникая вниз, проходит через фильтрующий материал в дренажный слой, который выполняется из специального материала наподобие пчелиных сот, заполненного минеральным наполнителем. Во время обильных дождей происходит его заполнение, благодаря чему формируется резерв влаги, обеспечивающей жизнедеятельность растений. Толщина дренажного слоя составляет около 6 см, при этом наполнителем он заполняется примерно на 2/3. Таким образом обеспечивается оптимальный баланс влаги и воздуха. Избыток воды отводится в ливневую канализацию. Правильная организация отвода воды очень важна для защиты почвы от заболачивания.
Установка поплавка и «кровельной плотины»
Вода, как уже говорилось выше, поступает к растениям капиллярным путем из дренажного слоя. Если этого недостаточно, то необходимо организовать полив растений сверху. Орошение путем задерживания влаги в почве подходит для компактной конструкции. Существуют два варианта устройства плотины для орошения: путем поддержания постоянного уровня воды с помощью поплавка, связанного автоматикой с плотиной, или с помощью мониторинга уровня воды с помощью установки соленоида. Второй метод сложнее.
Ирригационные дамбы. Поплавок, контролирующий уровень воды, устанавливается один на 300 м2. «Кровельная плотина» устраивается в месте стока воды для предотвращения ее неконтролируемого отвода. В северных регионах она должна убираться на зимний период. Главное, правильно установить плотину. Если ее установить недостаточно глубоко, то воды будет нехватать, а если она будет слишком высокой, то начнется заболачивание.
Дополнительные конструкторские решения
Простые решения организации «зеленой» крыши с интенсивным озеленением.
В данном случае не требуется обязательное устройство сложной системы удержания воды. Достаточно организовать отведение излишков воды. Такое решение подходит для кровель, на которых высажены засухоустойчивые многолетники и малорослые кустарники. В засушливые периоды потребуется организация полива растений, своевременная их подрезка. Это потребует от эксплуатирующих служб определенных знаний о высаженных растениях, и сам этот факт вступает в конфликт с термином «простая крыша с интенсивным озеленением». Тем не менее, подобное озеленение может быть организовано таким образом, что потребуется гораздо меньше воды и питательных веществ, чем это необходимо для более крупных многолетних растений или газона. Экологическое значение этого типа ландшафтов, как правило, также значительно выше.
Гаражи с благоустроенной кровлей. При этом типе озеленения (обычно применяемом на крышах автостоянок, отсюда и название) плотины используются только для обеспечения влагой растений с глубокими корнями. В данном случае очень важно обеспечить хорошую защиту гидроизоляции. Так как вода просачивается через субстрат медленно, можно использовать дренажный слой небольшой толщины.
Дополнительное утепление крыш. Если позволяет состояние несущего основания, то крыша может быть модернизирована и дополнительно утеплена путем организации «зеленой» кровли. Для этого применяется специальный теплоизоляционный материал Floratherm®. Первым крышам, построенным по данной технологии, уже более 30 лет.
Подробности технических решений на примере системы Roof Garden
Расположение растительности вблизи от стены. Гидроизоляция должна заводиться вверх на стену, в зависимости от высоты растительного слоя. Однако традиционные способы крепления гидроизоляции не рекомендуются в случае с «зелеными» кровлями. Лучше всего использовать для этого специальный высокий металлический профиль, который в процессе эксплуатации будет защищать гидроизоляционный материал от механических повреждений, неизбежных при уходе за растительностью, расположенной вблизи стены. Так как «зеленые» крыши нуждаются в определенном уходе, таком как удаление высохших растений и полив, гравийные кромки не являются обязательными как средство противопожарной защиты, однако они могут иметь значение как защита от брызг, даже при высоких фасадах.
Расположение растительности вблизи невысокого парапета. В этом случае озеленение территории начинают от парапета. Дренаж, проложенный между стеной и озелененной площадью, обеспечивает безопасный отвод излишков воды.
Порог и покрытие террасы. При интенсивном озеленении крыш могут использоваться и комбинироваться разные виды покрытий в различных зонах, например – пешеходных дорожек. Зеленые зоны, примыкающие к пешеходным дорожкам, рекомендуется отделить бордюрами.
Высота на месте стыка растительного слоя с фасадом около порога террасы может быть сокращена до 5 см. В этом месте используются ливневые решетки, которые безопасно проводят воду прямо к дренажному слою.
Конструкция террасы может иметь то же основание, что и конструкция «зеленой» крыши. Разница состоит лишь в том, что здесь для наполнения дренажных элементов вместо материала, подходящего для растительности, используется щебенка. Слой щебенки толщиной в 3-5 см укладывается поверх дренажного слоя и служит «фундаментом» для тротуарных плит. Для отвода воды организуется специальная, регулируемая по высоте, сеть ливнеприемников.
Орошение озелененных зон крыши. При создании оросительной системы на участках, где озеленение сочетается с другими видами покрытий, необходимо установить специальный поддон для стока. Для его создания может быть использован материал, защищающий корневую систему растительности. Это позволяет гарантировать отсутствие капиллярного эффекта в тех зонах покрытия, где он не требуется.
Одноуровневый переход между озеленением и покрытием. Чтобы тротуарные плиты были на одном уровне с растительным слоем, необходимо уложить под плиты гравийный слой. Плиты должны располагаться под небольшим уклоном для отвода воды. Если планируется уложить их на абсолютно плоской крыше, то уклон может быть создан только при помощи гравийного слоя. Единственное альтернативное решение гравийной засыпке – установка тротуарного покрытия на винтовые регулируемые опоры. В таком случае уклон не требуется, однако следует продумать систему водоотвода, так как если искусственное орошение не планируется, то обычного дренажного слоя будет вполне достаточно.
Организация на эксплуатируемой кровле искусственных водоемов и песочниц. Поверх дренажного слоя можно организовать все что угодно — элементы дренажа работают как несъемная опалубка. Однако важно использовать для фундамента бетон хорошего качества, иначе можно столкнуться с проблемой вымывания карбоната кальция, который может проникнуть в дренаж. Фундамент можно защитить дополнительным слоем наливной гидроизоляции.
Кромка прудов и бассейнов должна располагаться поверх дренажного слоя, так как только что выложенная система грунтов не может достаточно хорошо выдерживать напор воды.
Что касается песочниц, то здесь необходимо выложить дополнительные бетонные плиты, которые, если они достаточно большие, не позволят детям выкопать слишком глубокие ямы. Так и песок будет проще пополнять.
Закрепление деревьев. Как правило, на крышах более ветрено, чем на уровне земли. Как же тогда правильно закрепить деревья и кусты? Использование кольев, к которым подвязывают стволы, не является подходящим решением, так как грунт достаточно рыхлый. К тому же, существует риск повреждения гидроизоляции. Лучше применить следующую технологию: вокруг корней дерева устанавливается решетка из строительной стали, которая закапывается в грунт. Решетка и корни обернуты матом из кокосового волокна, который со временем, разлагаясь, дает корням дерева возможность расти.
Расположение «зеленой» зоны относительно края крыши. Как правило, применяются стандарные решения устройства парапетов, с тем лишь исключением, что периодически требуются другие разницы в высотах крыши и фасада, нежели те, что были описаны выше.
Нюансы, которые необходимо учитывать при планировании крыши с интенсивным озеленением:
Расстояние между растениями. При планировании «зеленой» крыши необходимо оставить между растениями достаточно пространства для технического оборудования. Также необходимо избегать тени и неэстетичного внешнего вида. Должно учитываться и то, что растениям необходимо пространство для развития корневой системы.
Растения, требующие кислый грунт. Это в основном азалии и рододендроны. Они нуждаются в системе почв, адаптированных к определенному значению pH и поддерживающих его в течение длительного времени.
Устойчивость растений к холоду, сухости и радиации. При подборе растений следует обращать на эти факторы особое внимание. Для этого необходимо заранее изучить особенности №1 2010 97 расположения здания. Воздух, наполненный выхлопами, радиационное воздействие, повышенные температуры и температурные перепады также могут негативно влиять на ландшафт, который старается воплотить автор.
Противопожарная защита. При регулярном контроле эта проблема не является острой для крыш с интенсивным озеленением, однако некоторые ситуации приводят к увеличению риска. Если, например множество хвойных растений посажено близко друг к другу, под ними образуется толстый слой иголок, который может легко вспыхнуть в очень сухую погоду.
Опадание листвы. Листья деревьев, даже находящихся за пределами «зеленой» крыши, могут вызвать повреждения технического оборудования, и это должно быть учтено в концепции ухода за кровлей в процессе эксплуатации.
Заключение
В настоящее время на кровельном рынке доступны достаточно продуманные системы озеленения крыш. В дополнение к рассуждениям о технической структуре следует добавить, что для создания «жизни на крышах» важно учитывать и новые веяния в этом вопросе. При правильном планировании, с последующей правильной реализацией и уходом, на крыше возможно практически все!
Ральф Уокер, начальник технического отдела ZinCo GmbH, Унтерензинген (Германия)
Редакция журнала «Кровли» благодарит за содействие в получении материалов для публикации компанию ZinCo GmbH и Международную ассоциацию «зеленых» кровель (IGRA)