ogrody na dachach, Polibuda, OŚ, Semestr VI, Inżynieria Ekologiczna


Projekt „inFarming”

Naukowcy niemieckiej placówki UMSICHT w Oberhausen zajmującej się środowiskiem i bezpieczną energią (kompleks badawczy Fraunhofer Institut) uważają, że szklarnie takie mogą szybko zaistnieć w miastach i w celu udowodnienia słuszności tej koncepcji uruchomili projekt „inFarming” (od ang. Integrated Farming - „zintegrowane rolnictwo”). Jak stwierdził dr Volkmar Keuter, program „inFarming” w założeniu umożliwi realne zbudowanie szklarni na wybranych dachach istniejących domów usytuowanych w niemieckich miastach pod uprawę warzyw, wybranych gatunków owoców (w tym także owoców egzotycznych takich jak np. lichi) oraz ziół stanowiących potencjalny surowiec dla przemysłu farmaceutycznego.

Upowszechnienie tego projektu w miastach zredukowałoby zanieczyszczenia środowiska pyłami przemysłowymi oraz emisją CO2, a także zwiększyłoby produkcję tlenu. Zredukowano by także transport owoców i warzyw z dalszych odległości. Program ten pozwoliłby też na racjonalne wykorzystanie ziemi uprawnej pochodzącej z terenów miejskich, którą odtąd można by było spożytkować także dla upraw prowadzonych w szklarniach na dachach.

Zdaniem naukowców, takie szklarnie można byłoby ogrzewać nadwyżkami ciepła traconego wytwarzanego w budynku, na którym je postawiono oraz wykorzystując tzw. ciepło odpadowe, czyli ciepło oddawane do otoczenia, które powstaje ubocznie w budynkach z racji eksploatacji maszyn i urządzeń technicznych. Dodatkowe źródła zasilania mogłyby stanowić panele słoneczne wyposażone w ogniwa fotowoltaiczne o dużej wydajności wykorzystujące półprzezroczyste cienkie folie przepuszczające światło, które w tym celu skonstruowano w UMSICHT w ramach innego projektu badawczego. Ogniwa takie nie ograniczałyby światła niezbędnego roślinom dla procesów fotosyntezy, a przy tym nie zabierałyby powierzchni dachów budynków pod uprawy.

Wodę do podlewania roślin w takich szklarniach pozyskiwałoby się nie tylko z opadów atmosferycznych, ale też częściowo wykorzystując zasoby zrzutów odfiltrowywanych „lekkich” ścieków nieskażonych bakteriologicznie, które trafiałyby do zamkniętego obiegu wody.

W szklarniach na dachach pod uprawy mogłyby być również zastosowane nie wymagające gleby podłoża hydroponiczne. To uprawy, które nie wymagają gleby, gdyż rośliny uprawia się na pożywkach wodnych. W porównaniu do tradycyjnego podłoża ich zaletą jest znaczne ograniczenie obciążenia konstrukcji dachu.

Według szacunków realizatorów programu, w samych tylko Niemczech areał nadający się do zagospodarowania do takich upraw na dachach budynków instytucji i biurowców sięga 1,2 mld m2, przy czym z tej ilości już teraz możliwe jest prowadzenie takich upraw na łącznej powierzchni 300 mln m2 dachów. W wyniku fotosyntezy roślinność wegetująca na tej powierzchni zdolna jest corocznie pochłaniać z atmosfery prawie 28 mln ton CO2 (tj. 80 proc. niemieckiej emisji przemysłowej) i w to miejsce wyprodukować zbawienny tlen.

Naukowcy UMSICHT w ramach projektu od pewnego czasu współpracują z amerykańską firmą Bright Farm Systems. Niewykluczone, że program „inFarming” będzie wdrażany najpierw w USA, a dopiero później w Niemczech. W Nowym Jorku działa już edukacyjna szklarnia na dachu szkoły publicznej oraz szklarnie pilotażowe zlokalizowane na wybranych dachach budynków o łącznej powierzchni prawie 3 tys. m kw. Celowością wdrożenia projektu zainteresowana jest rządowa administracja amerykańska, a w szczególności departamenty odpowiedzialne za rolnictwo, ochronę środowiska oraz energię.

Idea rozwoju miejskiego rolnictwa nie jest nowa. Ogrody w różnych nietypowych miejscach nazywa się m.in. miejskimi, pionowymi, podniebnymi albo dachowymi. Związane z nimi futurystyczne projekty bywają obsesją ekologicznie zorientowanych projektantów i architektów z całego świata.

Ogrody na dachach

Ogród na dachu - same zalety dla mieszkańców osiedli mieszkaniowych

Ogrody na dachu są już stałym elementem osiedli mieszkaniowych. Powstają zwykle nad garażami bądź na dachach budynków (na stropie nad ostatnią kondygnacją). Taki taras nad garażem, zwiększa również powierzchnię ogrodu (cenną na małej działce).

Ogród na dachu polepsza mikroklimat przez wydzielanie tlenu i redukcję dwutlenku węgla, oczyszcza powietrze z pyłów, kurzu i spalin (filtrowanie około 10-20% szkodliwych substancji z powietrza). Dzięki roślinom rosnącym na dachu zmniejsza się ilości wody opadowej odprowadzanej do kanalizacji, bo gromadzą one 50-90% jej objętości. Zatrzymana woda paruje po pewnym czasie z powrotem do atmosfery, co wpływa na zwiększenie wilgotności powietrza. Dachy, na których zaplanowano ogród, redukują hałas w budynku o mniej więcej 8 dB. Są też dobrą izolacją termiczną - zimą akumulują ciepło (co przynosi oszczędności energii rzędu 30%), a latem chronią przed nagrzewaniem (przy nasłonecznieniu temperatura na dachu może osiągać 80°C, zaś na dachu obsadzonym roślinami zaledwie 30°C). Z kolei wykorzystywanie do ich budowy materiałów pochodzących z recyklingu - na przykład polietylenu, kauczuku, EPS - obniża koszty inwestycji.

Zieleń na dachach to ciekawe rozwiązanie dachów użytkowych, godne polecenia ze względu na szczególne cechy użytkowe dachów zielonych:

Konstrukcja dachu z ogrodem

Dachy z zielenią mają strukturę wielowarstwową, a rodzaj i liczba warstw są dobierane do rodzaju podłoża i planowanego zazielenienia, obciążeń i funkcji użytkowej budynku.
W nowych budynkach konstrukcja dachu, na którym zaplanowano ogród wykonana jest zwykle w układzie odwróconym (w porównaniu z klasycznym ułożeniem warstw stropodachu, w którym hydroizolacja jest ułożona na termoizolacji), czyli na spodzie znajduje się hydroizolacja, a na niej jest ułożona izolacja termiczna. Dzięki takiemu układowi hydroizolacja dachu jest zabezpieczona przed uszkodzeniami mechanicznymi oraz przed bezpośrednim wpływem czynników zewnętrznych (temperatury, promieniowania UV, sił ssących wiatru). Dodatkowo temperatura na powierzchni hydroizolacji jest stabilna bez względu na warunki atmosferyczne. Nie ma ryzyka kondensacji pary wodnej, a więc zachowana jest stabilność energetyczna całej przegrody. Inne rozwiązania stosuje się na stropodachach o klasycznym układzie warstw. Na hydroizolacji układa się geowłókninę chłonno-ochronną, a na niej drenaż, który przykrywa się geowłókniną filtracyjną.

Warstwy ogrodu na dachu klasycznie docieplonym

0x01 graphic

Warstwy ogrodu na dachu odwróconym

0x01 graphic

Hydroizolacja dachu

Właściwie dobrana i wykonana hydroizolacja zabezpiecza dach przed przeciekaniem. Musi więc być wodoszczelna, odporna na przerastanie korzeni roślin, wytrzymała i mrozoodporna. Powinna się też charakteryzować odpornością biologiczną (na rozwój pleśni, grzybów, porostów) i chemiczną. Najczęściej hydroizoalcję ogrodów na dachu wykonuje się z:

Hydroizolacją pokrywa się całą powierzchnię dachu, również te miejsca, w których nie będą posadzone rośliny - obrzeża żwirowe, taras. Ułożenie hydroizolacji wymaga szczególnej staranności, bo jej naprawa jest bardzo kłopotliwa.

Termoizolacja dachu

Izolacja termiczna dachów, na których będzie ogród musi być odporna na zawilgocenie i zmiany temperatury oraz mieć odpowiednią wytrzymałość mechaniczną. Warstwa ocieplająca wykonywana jest najczęściej z twardych płyt styropianu ekstrudowanego XPS, płyt z wełny mineralnej lub pianki poliuretanowej PIR. Jako warstwa termoizolacji ogrodu na dachu szczególnie dobrze sprawdzają się płyty PIR. Mają one specjalne rowki oraz frezowane krawędzie połączeń, które umożliwiają odprowadzenie wody deszczowej do systemów odwodnień. Są sztywne oraz mają stabilne wymiary i kształt.

Ogród na dachu - warstwa drenażowa

Drenaż w ogrodzie na dachu ma za zadanie szybkie odprowadzenie wody deszczowej z warstwy wegetacyjnej do systemu odpływów, a także gromadzenie nadmiaru wody. Warstwa drenażowa stanowi również przestrzeń dla korzeni roślin. Drenaż wykonuje się z elementów z tworzyw sztucznych, takich jak maty i płyty kubełkowe, a czasem też maty pętelkowe. Płyty mają specjalne profilowanie kubełkowe o różnych formach i wysokościach oraz niewielki ciężar. Gromadzą one wodę w zagłębieniach. Mogą być wypełnione materiałem sypkim, co zwiększa ich odporność na nacisk. Warstwę drenażową można również wykonać ze żwiru (o uziarnieniu 8/32 mm), grysów naturalnych, sztucznych lub pochodzących z recyklingu, na przykład keramzytu. Dostępne są też drenaże: z blach trapezowych, będące jednocześnie warstwą termoizolacyjną oraz o większej wytrzymałości.

Geowłóknina

Geowłóknina oddziela warstwę drenażu i wegetacyjną. Zapobiega zamulaniu drenażu i odpływów drobnymi cząsteczkami, które może nieść ze sobą woda deszczowa czy woda używana do podlewania ogrodu na dachu. Przeciwdziała też gwałtownemu ubytkowi wody z warstwy wegetacyjnej. Geowłóknina powinna być wodo- i paroprzepuszczalna, odporna chemicznie i biologicznie oraz wytrzymała mechanicznie. W ogrodach na dachu o układzie odwróconym najlepsza będzie geowłóknina strukturalna z polipropylenu o gramaturze 150-200 g/m2. W dachu z klasycznym układem ocieplenia stosuje się geowłókninę chłonno-ochronną, która ma chronić hydroizolację (znajdującą się powyżej termoizolacji) przed uszkodzeniami mechanicznymi. Wykonuje się ją z włókien syntetycznych (na przykład z polipropylenu, poliestru lub akrylu).

Warstwa wegetacyjna - substrat

Zadaniem warstwy wegetacyjnej jest odprowadzenie nadmiaru wody do warstwy niższej oraz gromadzenie wody w okresach suszy.
Dobry substrat powinien mieć dużą pojemność wodną oraz powietrzną (przy maksymalnym nasączeniu <10%), która zapewnia optymalne ukorzenienie. Musi mieć też stabilną strukturę, być wytrzymały i wodoprzepuszczalny. Substraty robi się z mieszanki humusu i materiałów pochodzenia mineralnego (na przykład żwiru lub keramzytu). Ogród na dachu wymaga szczególnie żyznego podłoża.
Grubość warstwy substratu zależy od sposobu użytkowania obiektu i systemu korzeniowego roślin. Dla roślinności ekstensywnej wynosi ona 10-15 cm, dla intensywnej niskiej - 15-35 cm, a dla roślin wysokich - 35-250 cm.
Niektórzy producenci oferują zamiast warstwy wegetacyjnej odporną chemicznie wełnę skalną. Na niej rozkłada się gotowe zazielenione maty wegetacyjne.

Warstwa roślinna

Powierzchnię dachu można przeznaczyć na przykład na wygodny taras na dachu z dekoracyjną roślinnością lub stworzyć tam ogród niewymagający obsługi. W ogrodzie na dachu stosuje się różnorodne formy zieleni: krzewy, trawę, byliny, zioła czy nawet warzywa, w zależności od indywidualnych życzeń i wymagań inwestora oraz funkcji budynku. Układy roślinności poprzez różnorodność kształtów i barw umożliwiają kreowanie ciekawych form przestrzennych, które wpływają na indywidualny charakter budynku i otoczenia. W ogrodach na dachu można sadzić trzy rodzaje zazielenienia:

Urządzając ogród na dachu nie wolno zapomnieć, że możliwość obciążenia stropu garażu lub dachu budynku jest ograniczona. Dlatego też lokalizacja dużych donic i innych masywnych pojemników musi być uwzględniona na etapie projektowania obiektu albo później konsultowana z architektem lub konstruktorem budynku. Zamiast ciężkich materiałów (na przykład ceramicznych donic czy kamiennych murków wyznaczających podwyższoną rabatę) lepiej jest zastosować lżejsze (drewno, plastik). Pojemniki z roślinami należy lokalizować nad ścianami konstrukcyjnymi lub słupami podpierającymi strop.

Zazielenienia ekstensywne - połacie nieużytkowe z niewielką wartstwą substratu i niską, płytko korzeniącą się roślinnością (mchy, trawy, zioła) nie wymagające intensywnej pielengnacji. Można stosować gotowe maty wegetacyjne z zakorzenioną roślinnością, które posiadają ciężar 20-30kg/m2 i dają możliwość zazieleniania dachów o niewielkiej nośności.

Układ warstw na dachu zielonym z ekstensywnym zazielenieniem:

0x01 graphic

Zazielenienia intensywne - ogród na dachu wymagający grubej warstwy urodzajnej ziemi dostosowanej do wysokiej roślinności (byliny, krzewy, małe drzewa) i pielęgnacji ogrodniczej. Stropy pod ogrody zielone z intensywnym zazielenieniem wymagają wytrzymałości 90-450kg/m2 w zależności od rodzaju roślin

Układ warstw na dachu zielonym z intensywnym zazielenieniem:

0x01 graphic

System odprowadzania wody z ogrodu na dachu

Bardzo ważny jest dobrze zaprojektowany system odprowadzania wody z ogrodu na dachu. W jego skład wchodzą wpusty wewnętrzne i zewnętrzne, rynny dachowe i rzygacze. Aby woda spływała z całej powierzchni dachu płaskiego, wykonuje się reprofilację podłoża, czyli kształtuje się je z co najmniej 2-procentowym (1°-3°) spadkiem w kierunku wpustów. Na dachach skośnych spływ wody odbywa się grawitacyjnie. W ogrodach na dachu można też wykonać instalację nawadniającą.

Wady ogrodów na dachach

Oprócz niewątpliwych zalet zielone dachy mają też swoje wady. Należy jednak podkreślić, że niektóre z nich można wyeliminować, jeżeli poszczególne warstwy ułoży się bardzo starannie z zastosowaniem odpowiednich materiałów. Główną wadą dachów zielonych jest ich ciężar dochodzący niekiedy do 500 kg/m². Wadą jest także możliwość skraplania się pary wodnej w termoizolacji i tworzenie się zastoin wodnych utrudniających dyfuzję pary wodnej na zewnątrz oraz możliwość przebicia izolacji przez korzenie roślin. Niewątpliwą wadą zielonych dachów jest również ich cena. Budowa ogrodu na dachu, w zależności od wyboru wariantu i pochyłości dachu, to wydatek rzędu od 100 do 200 zł za metr kwadratowy. Do tego należy jeszcze doliczyć koszty projektu.

Ogród na dachu Biblioteki Uniwersytetu Warszawskiego

Zaprojektowany przez architekta krajobrazu Irenę Bajerską ogród na dachu Biblioteki Uniwersyteckiej w Warszawie został otwarty 12 czerwca 2002 r. Jest jednym z największych i najpiękniejszych ogrodów dachowych w Europie. Rozciąga się na powierzchni ponad 1 ha. Roślinność zajmuje w nim 5111 m2.

Jako ogród uniwersytecki, tzn. ogólnie dostępny (choć ogrodzony i zamykany), stanowi doskonałe miejsce wypoczynku nie tylko dla studentów i pracowników naukowych, ale także warszawiaków niezwiązanych z Uniwersytetem. Ogród składa się z dwóch części: górnej (o powierzchni 2000 m2) i dolnej (o powierzchni 15 000 m2), połączonych strumieniem z kaskadowo spływającą wodą. Można w nim podziwiać różnorodne gatunki i odmiany roślin, posadzone w trzech odmiennie skomponowanych częściach.

Rośliny posadzono na 30-centymetrowej warstwie ziemi przykrywającej dach, cały ogród podzielono zaś na kilka części. Różnią się kolorem (części: złota, srebrna, karminowo-różowa i zielona), formą i nastrojem. Wszystkie połączone są ścieżkami, mostkami i pergolami, które tworzą na dachu budynku pełen przytulnych zakamarków, fantastyczny labirynt. W porze kwitnienia roślin ogród rozkwita kolorami i zapachami, a obfitość gatunków czyni z niego wymarzone wręcz miejsce na lekcję przyrody - małemu botanikowi z pewnością spodoba się zabawa w odgadywanie nazw kwiatów i bylin. Bez wątpienia nie lada atrakcją są słynne ogrodowe kładki, przerzucone na sporej wysokości i prezentujące wspaniałą panoramę Warszawy, Most Świętokrzyski i Wisłę. Ponieważ kładki zrobione są z przejrzystej metalowej siatki, niektóre dzieci (a nawet dorośli) mogą bać się na nie wejść, małym śmiałkom, którzy się na to zdecydują, dostarczą zaś sporej dawki adrenaliny. Odwiedzający ogrody mogą też przez specjalne okna i szklany dach zajrzeć z góry do wnętrza biblioteki.

Dolna część ogrodu nie ustępuje urodą górnej. Zadbano o to, by rozległa przestrzeń nie była monotonna. Poszczególne części są połączone strumieniem (także z przerzuconymi przezeń kładkami), w ogrodzie znajduje się sztuczny kamień z kaskadą i zarybiony staw, nad którym zamieszkały kaczki. Dolny ogród zdobią także granitowe rzeźby Ryszarda Stryjeckiego - cykl "Szkic sytuacyjny" nawiązuje do motywów kosmologicznych. Późną wiosną i latem trawę przykrywają kolorowe koce odwiedzających, nie tylko studenci wiedzą bowiem, że nigdzie nie odpoczywa się tak dobrze, jak tutaj.

Szwecja: pierwszy na świecie wieżowiec do pionowej uprawy roślin

Liczba ludności na świecie rośnie w szybkim tempie, a 80 procent wszystkich gruntów, które nadają się do produkcji roślinnej jest już używana do innych celów. Czy zastanawialiście się, jak w takim razie mogą wyglądać miasta przyszłości? Kiedy niesamowite gadżety i technologie wykorzystywane w budownictwie urzeczywistnią się i staną się częścią naszego życia?

Gospodarstwa pną się w górę

Okazuje się, że wizje metropolii rodem z filmów science-fiction mogą się ziścić wcześniej niż myślimy. W szwedzkim mieście Linköping ruszyła budowa pierwszego na świecie wieżowca służącego do pionowej uprawy roślin. Projektanci zakładają, że 54-metrowy obiekt będzie jedną z najbardziej ekologicznych hodowli warzyw i owoców na świecie. 

- Wieżowiec będzie pierwszym tego typu obiektem na świecie. Z tego względu w dalszym ciągu trwają analizy, które mają zapewnić jego optymalne wykorzystanie. Obecnie wiemy, że w jego obrębie będzie uprawiane 15 typów roślin pochodzenia azjatyckiego. - informuje Piotr Tabiś z biura prasowego Sweco Polska.

O jakie ekologiczne rozwiązania chodzi? Innowacyjny projekt, opracowany przez inżynierów z firm Sweco i Plantagon będzie wykorzystywać nadwyżki energetyczne wygenerowane przez miasto w celu zwiększenia efektywności procesu fotosyntezy. Dzięki zastosowaniu zintegrowanych rozwiązań wieżowiec ma być niemal trzykrotnie bardziej efektywny, niż tradycyjna hodowla roślin. 

Brak konieczności transportu żywności ze względu na bezpośrednią lokalizację w obszarze miejskim spowoduje ograniczenie emisji C02, a także brak konieczności spalania benzyny, które jest charakterystyczne dla hodowli zlokalizowanych poza granicami miasta. W znacznym stopniu wpłynie to również na ceny produktów, do których nie będzie potrzeby doliczania kosztów związanych z transportem. 

Dodatkowo farma nie będzie wytwarzać praktycznie żadnych ścieków ani odpadków. Nawodnienie roślin będzie następowało z wykorzystaniem specjalnego systemu spryskiwania, który będzie również wykorzystywał nadwyżki wody zużywanej w obszarze miasta. 

Dzięki odpowiedniemu układowi budynku każda kondygnacja ma posiadać optymalne warunki świetlne do hodowli. Rośliny  będą osadzone na specjalnej spirali złożonej ze stojaków uprawnych, która w zależności od pory dnia będzie zmieniała swoją pozycję. 

Wg obliczeń ekspertów wieżowiec ma zapewnić trzykrotnie większą wydajność, niż ma to miejsce w wypadku tradycyjnych hodowli. Dodatkowo powierzchnia gruntów, która wynosi 10 tysięcy metrów będzie stanowić równowartość 100 tys. tradycyjnej powierzchni hodowlanej.

Na pewno niektórzy z Was zadają sobie pytanie: czy warzywa uprawiane w mieście nie będą zanieczyszczone metalami ciężkimi i pestycydami pochodzącymi z transportu. Nie ma się czego obawiać - przekonują projektanci. - Zastosowanie specjalnego systemu wentylacji opartego na wykorzystaniu filtrów powietrza, zapewniających jego odpowiednie oczyszczenie stworzy roślinom warunki bardzo zbliżone do tych, które panują na terenach pozamiejskich - przekonuje Piotr Tabiś.

- Według naszej wizji obiekt ma w maksymalnym stopniu wykorzystywać ekologiczne źródła energii. Nasi eksperci będą ściśle współpracować z władzami miasta Linköping, aby optymalnie dostosować nadmiar wykorzystania mediów w obszarze miasta i system zarządzania budynkiem - mówi Grzegorz Rolski, Dyrektor Zarządzający Sweco Polska.

Obiekt ma być odpowiedzią na coraz bardziej widoczną migrację ludności z terenów wiejskich w kierunku obszarów mocno zurbanizowanych. Wg danych ONZ do połowy XXI w. ponad 80 proc. populacji będzie zamieszkiwać tereny miejskie. 
Termin zakończenia prac budowlanych planowanych jest na II/III kwartał 2013 roku. Wartość inwestycji wynosi blisko 200 milionów koron szwedzkich, czyli ok. 30 milionów dolarów.



Wyszukiwarka