Зелени покриви

Kонцепцията за зелените покриви, макар и на пръв поглед сравнително нова, съществува от няколко века, предимно в северноевропейските държави. Зелените покриви с торфена основа са често срещан елемент в традиционни сгради за северната част на Шотландия, Исландия и Скандинавските страни.

Увеличаването на градските площи и свързаните с това въздействия върху околната среда повишиха интереса към предимствата на зелените покривни системи в последните няколко години. В много европейски държави ползите от зелените покриви са признати.

Благодарение на законодателството в областта и финансови стимули от страна на правителството в Германия са изградени над 80 милиона м2 зелени покриви. От 2015 г. във Франция е задължително покривите на сградите в търговските зони да са частично покрити с растителност или с фотоволтаични панели. Очаква се в близкото бъдеще да се одобрят закони за задължително въвеждане на зелените покриви и в други държави.

Видове зелени покриви
Има няколко различни вида зелени покриви – интензивни, полуинтензивни и екстензивни. Основната разлика между тях е дълбочината на субстрата и използваната растителност (по-дълбок слой субстрат позволява засаждането на по-голямо разнообразие от растения).

Интензивните зелени покриви се състоят от плътен слой почва, изискват напояване, задържат по-големи количества вода и осигуряват по-плодородни условия за развитие на растенията. Дълбочината на субстрата е между 150 мм и 1500 мм. Растителността варира от тревисти растения и храсти до по-големи растения и дори дървета.

Може да се каже, че интензивните зелени покриви са сравними с отворените пространства на приземно ниво. В резултат на дълбочината на субстрата, по-добрата възможност за задържане на вода и използваните растения, теглото на един интензивен зелен покрив е значително по-голямо от това на един конвенционален покрив. Затова преди озеленяването на съществуващи покривни конструкции, те трябва да бъдат допълнително укрепени. Интензивните зелени покриви изискват доста поддръжка, редовно поливане и прилагане на торове.

Полуинтензивните зелени покриви се конструират с различна дълбочина на субстрата (150 мм до 500 мм) и по този начин комбинират елементи на екстензивните и на интензивните системи. Растителността обикновено включва треви, храсти и нискостеблени дървесни видове. В сравнение с интензивните зелени покриви, потенциалът за използване на полуинтензивните покриви като място за отдих е ограничен. Теглото на полуинтензивните покриви е по-малко и те изискват напояване и торене в по-малка степен.

Екстензивните зелени покриви имат тънък слой субстрат (20 мм до 200 мм), изискват малко или никакво поливане и осигуряват задържане на малки количества вода и бедни на хранителни вещества условия за растенията. Слоят растежна среда може да бъде изграден от рециклирани материали.

Екстензивните зелени покриви са по-евтини за конструиране и поддръжка. Обикновено те се засаждат с мъхове, сукуленти, диви цветя и треви, които могат да оцелеят в условията на плитък субстрат и ниско съдържание на хранителни елементи. Най-често се използват растения от род Седум, които са нискорастящи сукуленти, устойчиви на суша и вятър.

Те формират плътна покривка и са приятни от естетическа гледна точка. Съществуват три разновидности на екстензивните зелени покриви – с подложка за седум, със субстрат и зелени/кафяви покриви, изградени с цел опазване на биоразнообразието. Подложката за седум е основен слой, изграден от полиестер, коноп или порьозен полиетилен, върху който се полагат 20 мм растежна среда.

При екстензивните зелени покриви със субстрат върху покривната конструкция се полагат 70-80 мм натрошени рециклирани тухли. Последният вид екстензивни зелени покриви се изграждат, за да се постигне конкретна цел в опазването на биоразнообразието. Обикновено те се проектират с характерни за местността субстрати и растения. При тях също могат да се използват рециклирани строителни материали, които да бъдат колонизирани по естествен начин или засадени с диви цветя.

Конструкция и компоненти на зелените покриви
Конструирането на зелени покриви е вече добре установен процес. Обикновено слоевете, от които се изграждат зелените покривни системи са 7 – растителна покривка, субстрат, филтър от геотекстил, отводнителен слой, бариерен слой за коренова система, водонепропусклив слой и самата покривна повърхност. По избор може да бъде включен и изолационен слой, като обикновено той се разполага под водонепропускливия слой.

При проектирането на зелен покрив на нова или съществуваща сграда следва да се отчете неговото тегло. При изчислението на товарите трябва да бъде взето предвид теглото на напоения с вода субстрат. Степента на укрепване на покривната конструкция зависи предимно от вида на зеления покрив. Естеството на интензивните покриви може да наложи необходимостта от използване на конструкция от подсилен бетон или стомана. Поради това интензивните зелени покриви се прилагат върху големи многоетажни сгради, при които структурната опора е вече налице.

Основните компоненти на една зелена покривна система са бариерният слой за коренова система, отводнителният слой, субстратът и растителната покривка. Бариерният слой предотвратява проникването на корени през водонепропускливия слой. Видът му зависи от системата и типа на използваните растения. Отводнителният слой, съвместно със субстрата, определя способността на зеления покрив да задържа вода.

Основните му предимства са: намалява събирането на вода на покрива, което води до структурна умора; осигурява подходящите дренажни условия за растенията; контролира количеството и времето на оттичане на дъждовните води. Отводнителният слой може да бъде изграден от пясък, чакъл, натрошени тухли и керемиди или от профилирани пластмасови листове.

Субстратният слой осигурява механична упора, порьозна структура, хранителни вещества и дренаж, необходими за отглежданите растения. Растителната покривка може да бъде положена по четири начина – чрез растителна подложка, чрез директно засаждане на развити растения, чрез засяване на семена или естествена колонизация. Изборът на растения зависи от вида на зеления покрив, цената, характеристиките на оттока, както и от екологични и естетически фактори.

Предимства на зелените покриви
Зелените покриви имат няколко социални, икономически и екологични преимущества, които допринасят положително за ограничаване на климатичните промени, предотвратяване на наводнения, увеличаване на зелените пространства в градската среда и опазване на биоразнообразието.

В градски условия до 75% от валежите се превръщат в отток, тъй като не могат да проникнат в почвата. За да се намали този отток е важно да се имитират до максимална степен природните отводнителни процеси. Като част от устойчивите отводнителни системи, зелените покриви могат значително да редуцират пиковите дебити и общия отток дъждовни води. Зелените покривни системи съхраняват дъждовните води в растенията и субстрата и ги изпускат обратно в атмосферата чрез евапотранспирация.

Количеството на съхранената вода и на изпуснатата в атмосферата вода зависи от дълбочината и типа на растежната среда, вида на отводнителния слой, използваната растителност и местните метеорологични условия. През лятото зелените покриви могат да задържат 70-80% от валежите, а през зимата 10-35%.

По-малките проценти през зимата са вследствие на това, че тогава валежите са повече и евапотранспирацията протича в по-малка степен. Интензивните зелени покриви с по-дълбоки слоеве субстрат могат да задържат до 20% от абсорбираните дъждовни води за около 2 месеца.

Данните показват, че сградите са отговорни за 45% от емисиите CO2 на територията на Столична община. Голяма част от тези емисии се дължат на отопление и климатизация на вътрешната среда. Редуцирането на енергийното потребление в сградите в страната ще доведе до понижаване на приноса им към климатичните промени.

Според Междуправителствения комитет по изменение на климата сградите предоставят най-големите възможности за икономически ефективно и бързо ограничаване на климатичните промени. Зелените покриви спомагат за значително намаление на нужното за охлаждане на сградите енергопотребление и свързаните с него емисии на CO2.

Растителността на зелените покриви може да поема редица атмосферни замърсители – фини прахови частици, NOx, SO2 и O3. Това е от особено значение за градове, в които често се формира смог. Охлаждащият ефект на растителността ограничава формирането на смог чрез забавяне на реакцията между азотните оксиди и летливите органични съединения.

Зелените покривни системи намаляват и дневните температурни флуктуации на конвенционалните покриви. За екстензивни покриви диапазонът на изменение на температурата е под 10 °C през лятото. Редуцирането на този температурен диапазон удължава и живота на водонепропускливия слой.

Ефектът на топлинния градски остров описва феномена, при който се наблюдават по-високи средни температури в урбанизираните части, отколкото в околните селски райони. Той може да доведе до завишено замърсяване на атмосферния въздух и увеличаване потреблението на енергия за климатични инсталации.

Едно решение за намаляване на този ефект е включването на повече зелени площи в градската среда, които да осигуряват охлаждане чрез евапотранспирация. Друга алтернатива е да се увеличи отражателната способност (албедото) на покривите и други открити повърхности. Зелените покриви съчетават тези две решения. Те имат високо албедо от 0,7 до 0,85, в зависимост от наличието на вода за евапотранспирация.

Разбирането, че сградите могат да имат или зелен покрив или фотоволтаични покривни инсталации, но не и комбинация от двете, е погрешно. Доказано е, че фотоволтаичните панели работят по-ефективно, когато са инсталирани върху зелен покрив, отколкото ако са монтирани върху конвенционален покрив.

Растителната покривка повишава ефективността на панелите чрез поддържане на подходящ микроклимат около тях и понижаване на температурните флуктуации. При температури над 25 °C силициевите панели губят 0,5% ефективност на °C. Зеленият покрив служи като естествен охлаждащ механизъм, поддържащ ефективността на панелите. Соларни панели могат да бъдат инсталирани върху екстензивни зелени покриви.

Друго предимство на зелените покриви е, че осигуряват защитен слой за строителните материали на покривната конструкция. Високите експозиции на UV светлина могат да доведат до загуба на якост на материалите. Големите флуктуации в годишните и дневните температури водят до свиване и разширяване на покривните материали, което също е причина за повреди. Растителният слой служи като буферна система между покрива и физическото въздействие на UV светлината и температурните изменения.

Комбинацията от почва, растения и въздушни слоеве в зелените покриви действа и като звукоизолираща бариера. Субстратът обикновено блокира нискочестотни звуци, а растенията – високочестотни. Степента на звукова изолация зависи основно от дълбочината на субстрата.

Проучвания показват, че растежна среда с дебелина 20-100 мм може да понижи нивото на звуковото налягане с 10-40 dB в зависимост от честотата. Зелените покриви могат да осигурят понижаване на звука в сградата с 8 dB или повече.

Цена на зелените покриви
Разходите за изграждане на зелен покрив варират в широки граници в зависимост от вида на покрива и цените на използваните материали. Допълнителни финансови средства са необходими, ако има нужда от предварително структурно укрепване на покривната конструкция. Разходите по поддръжка зависят от вида на растителността и местните метеорологични условия.

Те са приблизително 2-3% от първоначалната инвестиция на година. Въпреки сравнително високите инвестиции, необходими за изграждането на зелен покрив, нетната му настояща стойност е с до 40% по-висока от тази на конвенционален покрив. Това се постига благодарение на намалени разходи за управление на оттока на дъждовни води, по-ниско енергопотребление (15-45%) и подобрено качество на атмосферния въздух.