Знаменитый Ле Корбюзье, архитектор, художник, дизайнер и писатель, одним из первых стал использовать в своих проектах крыши-террасы. «Плоская крыша, – писал он, – способна стать садом или верандой». Прошло около восьмидесяти лет – и что мы видим вокруг? Плоских крыш великое множественного, а мечты превратить города в цветущие многоуровневые сады до сих пор не реализованы.
Немного истории
Первыми озеленёнными кровлями считаются легендарные висячие сады Семирамиды, относящиеся, примерно, к 600 г. до н. э. Можно также вспомнить, что жители Скандинавии, Финляндии и европейской части России в старину утепляли дома, обкладывая их кусочками мха и дёрна. Землянка – не Бог весть какой дом, но невозможно отрицать, что это жилище с озеленённой кровлей. Из таких землянок к середине ХХ века «вырастут» дома-холмы Хундертвассера – австрийского архитектора, создателя оригинальных зданий в «биоморфном» стиле. В средневековых европейских городах с их узенькими улочками отсутствие зелёных насаждений воспринималось крайне болезненно, однако архитектура того времени не позволяла приспособить кровли под оранжереи. Лишь в XVIII веке немецкий строитель Карл Рабитц устраивает сад на крыше своего дома в Берлине.
В России первые висячие сады были устроены в XVII веке в Московском Кремле, позднее аналогичные сады появились у бояр Голицыных и Нащокиных. Известен «висячий» сад, сооружённый в Ростове Великом митрополитом Ионой между корпусами собственного дворца. В XVIII веке приём устройства садов на крышах был использован в архитектуре Зимнего дворца, Малого Эрмитажа и Царского Села в Петербурге. В конце XIX – начале ХХ вв. идеями висячих садов было охвачено практически всё купеческое сословие обеих российских столиц.
Слово экологам
Согласно исследованиям немецких учёных, 150 м2 травяной кровли обеспечивает 100 человек годовым запасом кислорода. Если на крыше высадить деревья и кустарники, то 1 м2 такой кровли вполне способен на год обеспечивать кислородом одного человека. Зелёная кровля площадью 48 м2 производит, к примеру, столько же кислорода, сколько дерево с кроной диаметром около 10 м. В зависимости от способа озеленения такая эксплуатируемая крыша может принимать от 40 до 80% осадков и участвовать в естественном круговороте воды. Традиционная плоская кровля возвращает в атмосферу менее 1% влаги, эксплуатируемая зелёная кровля – более 60%.
В ряде европейских государств мода на зелёные кровли не проходит много лет. Этому способствует постоянное ухудшение экологической обстановки. Россия как всегда идёт своим путём: новое строительство провоцирует уничтожение зелёных массивов, с чем уже устали бороться журналисты и жители мегаполисов. О поддержании экологического баланса застройщики не заботятся: стоимость земли в городах постоянно растёт, и гораздо выгоднее, оказывается, построить очередной торговый комплекс, нежели разбить парк, или хотя бы скверик.
Тем не менее, что-то меняется. Уж больно благодатная это тема – ведь на крышах, помимо соляриев, веранд и оранжерей, могут быть сооружены теплицы и сады, использующие тепло дома для роста растений. Эксплуатируемые крыши могут также применяться для организации пешеходных зон, летних кафе, но и в этих случаях всё равно необходима зелень: летом покрытие будет разогреваться, и находиться на нём будет не слишком комфортно.
Зелёные насаждения на крыше улучшают звукоизоляцию здания, повышают показатели пылепоглощения, а также создают в городе дополнительную среду обитания для некоторых представителей фауны – хотя бы для птиц.
Плюсы и минусы
Считается, что озеленённые кровли по своим характеристикам не только не уступают обычным, но и превосходят их. Так, экономия на отоплении зимой и на кондиционировании летом с лихвой окупает высокую стоимость возведения оранжереи на крыше. Тепло- и гидроизоляционные свойства делают систему зелёных кровель идеальным решением задачи возведения экологичной, долговечной и очень надёжной кровли.
Все перечисленные достоинства озеленённых кровель очевидны. Но есть и обратная сторона медали. При устройстве сада на крыше возникает целый ряд проблем, в частности, постоянно высокий уровень влажности. Несущие конструкции эксплуатируемой крыши должны выдерживать вес почвенного слоя и вес растений с учётом их роста, другие эксплуатационные нагрузки, как правило, неравномерно распределённые по площади. Не следует забывать о ветрах: пускай сама крыша плоская, зато деревья обладают высокой парусностью. Проблемы, возникающие при эксплуатации зелёной кровли, в основном, идут от неправильного монтажа или неточного расчёта нагрузки системы на стропильную конструкцию и плиты перекрытий.
Следует учесть и то, что почвенная среда значительно более агрессивна, чем воздушная. Помимо обычных разрушающих факторов, действию которых гидроизоляционный материал подвергается на воздухе, возникают новые – почвенные микроорганизмы, химические вещества и корневые системы растений. К тому же, если в Европе и других регионах с умеренным и тёплым климатом традиционные битумные кровельные материалы служат достаточно долго, то на Северо-Западе России сроки безремонтной эксплуатации этих кровельных материалов гораздо короче. Как выясняется, обыкновенная битумная мембрана способна противостоять корням растений не более шести недель. Для повышения устойчивости гидроизоляции были разработаны специальные химические препараты – антикорневые добавки. Они делают мембрану полностью непроницаемой для корней растений. Существует и другой вариант защиты кровли, при котором на гидроизоляционную мембрану наносят медную фольгу.
Если предполагается установка системы озеленения на крышу старой постройки, то необходимо провести экспертизу кровли. В том случае, когда она требует ремонта, следует выполнить его до установки системы озеленения, поскольку ремонт зелёной кровли, в случае возникновения протечки, требует больших усилий, средств и затрат времени.
Одно из уязвимых мест зелёных кровель – примыкание к вертикальным поверхностям. Во избежание протечек в этих местах край гидроизоляционного слоя должен быть поднят вдоль вертикальной поверхности. Решение этих проблем лежит в строгом соблюдении проектных требований. Если они нарушаются, возникают протечки, конструкция кровли разрушается, а растения гибнут: высыхают или вымерзают.
Способы озеленения
В зависимости от способа озеленения и вида эксплуатации, современные зелёные кровли можно разделить на два основных типа.
Интенсивные зелёные кровли представляют собой сады в полном смысле этого слова. Их озеленение включает в себя не только травянистые растения, но также кустарники и деревья. При интенсивном озеленении конструкция здания должна выдерживать от 150 до 750 кг на 1м2, что накладывает серьёзные ограничения на использование этого способа. Если прочность конструкции позволяет, можно устроить на крыше настоящий сад с водоёмами, фонтанами и пышными клумбами, выложить дорожки, поставить скамейки. Можно посадить деревья высотой до 4 м. Естественно, крупным растениям и деревьям требуется более значительный плодородный слой (не менее 1 м). Слой дренажа при этом составит не менее 20 см. Кроме того, необходимо предусмотреть систему автоматического полива.
Самые «продвинутые» системы озеленения кровель отличаются малым весом готовой конструкции (не более 60 кг на 1 м2 во влагонасыщенном состоянии, с учётом высаженных растений) и очень простым способом монтажа. Это не мешает комбинировать зелёные участки с различного рода малыми архитектурными формами и дорожками.
Совет
Эксплуатируемые крыши должны обладать повышенной влагостойкостью и как можно более низким влагопоглощением. Ведь проникновение в структуру утеплителя паров воды и влаги, многократные циклы замораживания и оттаивания ведут к потере теплоизоляционных свойств и разрушению материала.
«Облегчённый» вариант интенсивного озеленения предполагает отсутствие деревьев и высоких кустарников. Соответственно, при экстенсивном озеленении речь идёт только о создании травяного «ковра», а все другие растения размещают в специальных ёмкостях с почвенным субстратом. Доступ людей на такую крышу-газон, в принципе, не предполагается. Ходить можно только по специальным дорожкам. Особого ухода такое озеленение не требует. Растения используются почвопокровные, причём те, которые хорошо переносят разницу температур и недостаток влаги: суккуленты (седумы, камнеломки и т. п.), некоторые луковичные или просто газонные травы. Легче всего сделать «микс» из 3–4 сортов седумов. Они цветут в разное время, и даже если один вид растений погибнет, то другие активно заполнят его место. Это многолетние растения, живущие до 70 лет и способные, что немаловажно, обходиться без полива до 40 дней. Правда, в системе постоянно содержится определённое количество влаги, которой растения подпитываются в период неблагоприятных погодных условий.
Поверхность крыши защищают от корней растений специальной плёнкой, которая не дает корням разрушать кровлю. Для уменьшения давления вегетационного слоя используют геополотно, или геотекстиль. Параметры полотна, такие как плотность, толщина, фактура, зависят от предполагаемой нагрузки на здание. Крыши с уклоном менее 4° должны обязательно оборудоваться дренажной системой, иначе будет происходить застой воды в почве, что, помимо пагубного воздействия на растения, увеличивает нагрузки на крышу. В качестве основы для посадки растений насыпают слой грунта толщиной от 5 до 20 см. При ограниченной толщине почвенный слой должен быть достаточно минерализован. Чтобы со временем субстрат не перемешался с дренажем, слои дренажа и субстрата также разделяются тонким геополотном.
Экстенсивный метод озеленения самый простой. Его часто используют на крышах промышленных предприятий в развитых европейских странах. А за городом этим способом озеленяют крыши гаражей, беседок, террас и различных хозяйственных построек. Постепенно на крыше образуется своеобразный газон, появляются другие растения и даже поселяются птицы.
Существуют системы озеленения (например, немецкая FlorDepot), которые монтируются даже на скатные кровли – главное, чтобы максимальный угол их наклона не превышал 45°.
Как они устроены
Надо сказать, что озеленённая кровля представляет собой своего рода слоёный пирог. Самый нижний слой, на котором, выражаясь фигурально, всё держится, представляет собой гидроизоляцию. Для надёжной защиты от воды используются полимерные кровельные мембраны (ЭПДМ, ПВХ), обладающие повышенной климатической, химической и биологической стойкостью, а также высокой долговечностью. Далее идёт дренажный слой, который выполняет функции первичной или дополнительной защиты корневых систем, и, кроме того – обеспечивает отвод воды. В зависимости от типа растительности применяют высокопрочные рулонные материалы, в менее ответственных случаях – плиты из перфорированного полистирола или засыпку гравием. Следующий слой – фильтрующий, предназначенный для предотвращения засорения дренажа частицами почвы. В качестве фильтрующего слоя может быть использован геотекстиль. И, наконец, то, ради чего всё затевалось, – почвенный слой с растительностью.
Озеленение следует осуществлять только растениями, имеющими мочковатую (т. е. располагающуюся горизонтально – вспомните учебник ботаники!) корневую систему. Такие растения не слишком заглубляются в грунт, что выгодно в условиях строго ограниченной толщины почвенного слоя. Для посадки крупных растений могут создаваться растительные ямы или шахты, которые размещаются внутри чердака (или технического этажа). Это даёт возможность при необходимости обеспечить обогрев корневой системы, в том случае, если вы оставляете растения зимовать на крыше. Некоторые проблемы могут появиться, если к вашим посадкам залетают семена деревьев, поэтому любая зелёная кровля всё же нуждается в наблюдении и периодическом обслуживании: необходимо удалять ростки деревьев. Если попадают семена травянистых растений, то седум способен их вытеснить.
Растения, используемые для посадок на эксплуатируемых крышах, должны быть адаптированы к климатическим условиям, устойчивы к промышленным и транспортным загрязнениям. Они должны хорошо переносить колебания влажности и довольствоваться бедными почвами, потому что высотные сады очень хлопотно поливать, осушать и удобрять. Надо иметь в виду, что на высоте нескольких десятков метров ветра сильнее, а воздух суше, чем у поверхности земли. Да и зимние холода там более ощутимы.
Тем не менее, нет таких трудностей, которые смогли бы остановить истинного энтузиаста озеленения. На западе сейчас активно разрабатываются и внедряются системы вертикального озеленения фасадов, примером чего может служить недавно построенный музей Куай Бранли в Париже.
В завершение можно сказать примерно следующее. Вспомните город из «Метрополиса» Фрица Ланга или Готэм-сити, где совершал свои подвиги Бэтмен: каменный мешок с небоскребами, уходящими в облака, и грохочущим транспортом, как на земле, так и над нею. А теперь представьте, что на верхних этажах растут деревья и в небо устремляются цветущие сады. Так что вам нравится больше?
Текст: Максим Тимофеев
«Загородное строительство» № 5 (33), май 2008 г.
Похожие статьи:
- Стеклянный дом и всё, что в нём
- Органическая архитектура Райта
- Зелёное вместо серого!
- История зимних садов