Водный режим и экологические мероприятия на озелененных крышах

Методы строительства

Структура участков, отведенных под растительность, состоит из слоев. Их отличия заключаются в расположении, материалах, способе строительства. В зависимости от условий оборудования некоторые слои выполняют сразу несколько функций.

Зеленый эксплуатируемый растительный ковер обычно делают на железобетонной плите над последним этажом здания. Требования строительства предполагают устройство одно- или многослойной конструкций. В первом случае присутствует один субстратный слой, отвечающий за дренаж и фильтрацию. Во втором – отдельно сформированные слои выполняют установленные функции.

Толщина конструкции

Влияющие факторы – устройство крыши, наличие ограждений, предполагаемые виды озеленения, формы растительности. При проектировании многослойной структуры учитываются:

• потребности растений;
• эксплуатационные характеристики материалов;
• распределение нагрузок;
• уклон/наклон крыши;
• региональные природно-климатические условия;
• уровень влагозадержания;
• сохранение биологического разнообразия.

Толщина однослойной конструкции – не менее 8 см. Для недопущения застаивания важно обеспечить достаточный уклон.

При экстенсивном озеленении толщина субстрата на крыше варьируется от 5 до 10 см. Это определяет подбор растений. Подходящие культуры имеют мочковатую корневую систему, обладают стойкостью к температурным перепадам и колебаниям влажности. Подходящие наименования – мхи, злаки, суккуленты, травы. При расчете нагрузок принимается средний вес: 80-100 кг на 1 м. кв.

Полуинтенсивные крыши – для посадок выбирают невысокие растение, способные полностью покрывать почву. Приблизительный вес– 100-250 кг на 1 м. кв, высота – от 15 до 30 см, влагоудержание – 23 л на 1 метр квадратный. Формы организации насаждений – лужайки, кустарник.

Технические особенности интенсивного варианта озеленения: вес 1 м.кв. – от 250 до 1000 кг на 1 кв. м и более, толщина слоев – от 30 см до 70 см., показатель удержания влаги – 140 л. На 1 метр квадратный и более. Это позволяет формировать настоящие парки или сады на крыше с многоярусными насаждениями (от почвопокровных трав до деревьев).

Влагозадержание: общие положения

Требования к специальным слоям для устройства зеленых крыш предусматривают создание слоев для накопления влаги в дождливый период и последующей отдачи воды корням растений в периоды засухи. Эффекты озеленения – уменьшение поверхностного стока осадков, задержка избыточной дождевой воды в месте выпадения осадков. Параметры влагозадержания обладают значимостью с экологической и экономической стороны.

Для определения ведущих характеристик используются параметры.

1. Максимальные показатели влагоемкости. Указывают на содержание влаги после предварительного насыщения и последующего высушивания.
2. Влагопроницаемость. Обозначает пропускную способность на единицу длины за единицу времени в водонасыщенном/уплотненном состоянии.
3. Коэффициент, параметры стока. Обозначается символами С или Ψ. Безразмерные параметры расчета дождевых стоков.

Значения используются для расчетов водосточной воронки, диаметра труб водоотведения. Растительность и переплетение корней задерживает сток. В этом случае добавляется 0,05 ед, высчитывается из результата. Для конструкций, состоящих из готового растительного слоя (мата), других начислений не требуется.

Дополнительные работы по влагоудержанию

Интенсивное использование поверхностей зеленых крыш с целью влагоудержания целесообразно для снижения нагрузки на канализацию, водосборные колодцы, очистные сооружения. В крышах «с гарантированным запасом воды» влага собирается и временно накапливается в зеленых насаждениях, при необходимости – в дополнительном слое. Сток происходит в сокращенном объеме или с задержкой по времени.

При проектировании и строительстве учитывают следующие факторы.

1. Крыша имеет отличия от типовой системы. Обязательно присутствие в проекте узлов, деталей и фрагментов.
2. Накапливаемая вода не должна приводить к длительному подтоплению зеленых насаждений.
3. При накоплении воды на изоляционном слое целесообразна крыша без уклона.
4. Функциональность системы должна сохраняться при превышении объемов, аварийных ситуациях.

Специальные проектные составляющие – предполагаемый объем удерживаемой воды, максимально допустимые показатели за единицу времени, продолжительность использования.

Коэффициент годового стока

Существует 2 варианта расчетов. Это может быть разность выпавших осадков и среднего объема стоков за год. Или отношение суммарного годового объема стоков к годовому объему осадков. В нормативах для сточных вод показатель определяется как «коэффициент заплывания почвы».

Годовой объем зависит от метода строительства и толщины слоя. Разница между параметрами явно прослеживается в летнее время – в период, когда выпадает наибольшая часть атмосферных осадков.

Ориентировочные данные о годовом влагозадержании Вид озеленения Толщина структуры (см) Среднегодовой показатель влагозадержания (%) Коэффициент годового стока Экстенсивный 2-4 40 0,60 >4-6 45 0,55 >6-10 50 0,50 >15-20 60 0,40 15-25 60 0,40 Интенсивный >25-50 70 0,30 >50 >90 <0,10

Данные представлены для местности с годовым объемом осадков – 650-800 мм, что подтверждают многолетние наблюдения. В регионах с более низкими показателями влагозадержание больше, в регионах с повышенным количеством осадков – соответственно меньше.

Создание запасов влаги

Оказывает влияние на вегетационное развитие зеленых насаждений. Создание запасов происходит различными способами. Это накопление только в субстратном слое, в субстратном слое и дополнительно в дренажном, в водоносных защитных слоях/прокладках.

Предпочтительная форма при интенсивном варианте озеленения – накопление запасов в субстратном слое + водосбор в дренажном слое. При полуинтенсивном озеленении устройство слоев целесообразно для дополнительного орошения в засушливый период. Орошение с водонакоплением при экстенсивном озеленении ен предусматривается.

Дополнительное орошение

При интенсивном озеленении проводится регулярно, при экстенсивном – только во время посадки и послепосадочного ухода для формирования растений. Системы дополнительного орошения используют для крыш с крутыми скатами. Это позволяет избежать гибели растений в экстремально засушливые периоды, предотвращает процессы эрозии.

Виды:

1. Орошение с помощью дождевателей, поливных шлангов, систем капельного полива. Осуществляется вручную или по таймеру. Угловые и краевые зоны, участки грунта с недостаточным орошением из-за отклонения струй поливаются дополнительно.
2. С помощью дождевальных установок. Режим управления – ручной, по таймеру или полностью автоматический. Требования к трубопроводам – коррозионно- и морозостойкость.
3. Орошение с водонакоплением. Можно эксплуатировать с полуавтоматическим/автоматическим регулированием подачи воды. Для исключения подтопления минимальное расстояние между уровнем воды и фильтрующим слоем – 2 см.

Многообразие видового ассортимента на зеленых крышах

Важнейшая экологическая функция зеленых крыш – создание дополнительного жизненного пространства для флоры, фауны. Большое видовое многообразие компенсирует последствия застройки.

По данным научных исследований, различные формы растительности положительно воздействуют на другие экологические функции. К примеру, на накопление дождевой воды, охлаждающий эффект, фильтрацию вредных веществ. На создание жизненного пространства влияют архитектурные особенности и принципы биологического разнообразия местности.

Материалы/изготовление

Максимальное видовое разнообразие наблюдается на зеленых крышах со структурным разнообразием элементов/слоев. Целенаправленно объединяются разнообразные видовые аспекты растительности.

Альтернатива – создание единственного, особо охраняемого биотопа для защиты. При этом обязателен учет доступной площади, пространственной близости к целевым видам, возможности привязки поверхности к окружению (через озеленение фасада, габионы, насыпи или устройство стен из мелкого бутового камня).

Исполнение

Если озеленение производится в качестве компенсационной меры или в рамках работ по минимизации последствий вмешательства человека, в обязательном порядке учитываются элементы биологического разнообразия.

1. Выбор подходящего субстрата для достижения требуемой цели.
2. Моделирование субстратной поверхности. Учет переменных высот размещения.
3. Создание небольших ареалов, лишенных растительности. Примеры – песчаные или глиняные островки, гряды из крупного гравия или гальки.
4. Формирование мест обитания для наземных животных. Это укрытия в виде возвышений из субстрата или высадка древесных растений.

В зависимости от назначения зеленых насаждений (компенсация или ликвидация последствий) проект может предусматривать применение соответствующих растительных эндемиков – редких видов растений с ограниченным ареалом распространения.

Среди других ключевых элементов – включение в концепцию озеленения кормовых культур для насекомых и птиц, размещение сухостоя (скопления сучьев и пней, спилы стволов), ветрозащитные парапеты для гнездования птиц и заселения насекомыми, гидротехнические элементы с соответствующей флорой: поилки, пруды.

Ключевые факторы биологического разнообразия применяются как на новых объектах, так и для экологической оценки длительно существующих. Для их группирования составляется подробный план. При необходимости задействуют биологов и экологов.

Уход

Гарантии достижения видового многообразия – регулярные (не реже одного раза в год) проверки, поддержание жизнеспособности ключевых элементов. В рекомендациях по уходу должны содержаться подробные комплексы указаний для сохранения созданных жизненных пространств.