Устройство зеленой кровли — конструкция, виды, достоинства и недостатки озеленения крыши

В современном мире с каждым днем растет урбанизация общества, увеличивается количество машин и высоких зданий происходит вытеснение «зеленого» мира и загрязнения окружающей среды.

Для более комфортного проживания в домах и городах еще в прошедших тысячелетиях люди строили дома с устройством зеленой кровли, в виде травяной растительности и низкорослых деревьев, что позволяло сохранять микроклимат не только в доме, но и на улицах города. Сады и маленькие газонные площадки для отдыха строились еще в Ассирии и Вавилоне более 2500 лет тому назад. Самим ярким примером являются висячие сады Семирамиды, которые нам известны еще со школьных учебников, фото 1.

Фото 1. Висячие сады Семирамиды

Постепенно висячие сады или зеленые кровли начали распространяться не только в Азии, но и в Европе. В Скандинавских странах, частности в Норвегии использование дерна для покрытия кровли практикуется уже на протяжении нескольких веков. Яркий пример в Европе устройства сада на крыше в современном виде устроил австрийский архитектор Фриденсра́йх Хундертва́ссер, еще в середине 20 века.

В наше время технологию устройства газона, различной растительности, низкорослых кустов и деревьев на плоских и наклонных кровлях называется «зеленая кровля».

Зеленая кровля – устройство кровли с использованием почвы и растительности, как главного элемента. Это крыша здания, которая частично или полностью покрытая почвой и растительностью и системой ее жизнедеятельности этой микро экосистемы.

На фоне глобальных климатических изменений в мире, развитые страны, в частности Северной Америки и Европы включают в свои экопрограммы озеленение крыш, особенно в мегаполисах, фото 2. Например, активно развиваются зеленые кровли в таких городах как Копенгаген, Париж, Лондон, Берлин, Франкфурт-на-Майне, Нью-Йорк и т.д.

Фото 2. Примеры зеленой кровли в разных городах

Рассмотрим основные конструкцию и разновидности зеленой кровли.

В основном зеленая кровля состоит из 6 слоев:

1. растительный слой;
2. почвенный субстрат;
3. фильтрующий слой;
4. дренажная система;
5. слой гидроизоляции;
6. слой теплоизоляции.

В некоторых случаях структура или материал слоев зеленой кровли могут отличаться, так на фото 3 приведены различные виды структуры зеленой кровли.

Фото 3. Составы зеленой кровли

Зеленая кровля бывает двух видов:

• экстенсивная;
• интенсивная (инверсионная).

Экстенсивная зеленая крыша (фото 4) предназначена для временного пребывания и фактически не предназначена для хождения по ней. Ходить по такой кровли можно только в определенных местах. Толщина слоя почвы – не более 0,07…0,15 м, что позволяет только высаживать небольшие растения. На такую крышу обычно высаживают газонные растения и мхи в специальных ёмкостях или поддонах. Растения должны иметь горизонтальную корневую систему (мочковатою или луковичную). Средняя стоимость экстенсивной зеленой кровли составляет примерно 29…35 €/м 2 .

Фото 4. Экстенсивная зеленая кровля

Нагрузка от экстенсивной зеленой кровли в водонасыщенном состоянии составляет 80…100 кг/м 2 .

Интенсивная зеленая кровля (инверсионная) – это вид кровли, конструкция которой позволяет обустроить на кровли не только газон, но и целый сад с деревьями, кустами и даже с бассейном и фонтаном, фото 5. Интенсивная зеленая крыша должна иметь парапет высотой не менее 1,2 м, а слой почвы – 0,2…0,6 м.

Обычно интенсивная зеленая кровля устраивается на общественных зданиях, где располагаются бизнес-центр, отель, ресторан, санатории, лечебницы и т.д. Значительная толщина грунта и других элементов интенсивной зеленой кровли (бассейны, фонтаны, скамейки, деревья и т.д.) существенно увеличивает нагрузку на несущие элементы покрытия здания. Поэтому, конструкцию интенсивной зеленой кровли предусматривают на стадии проектирования. В противном случае следует тщательно просчитать допустимую нагрузку от зеленой кровли, которую сможет выдержать несущие конструкции здания.

Фото 5. Интенсивная зеленая кровля

Средняя стоимость интенсивной зеленой кровли составляет примерно 52 €/м 2 .

Рассмотрим более подробно структуру (конструкцию) зеленой кровли, из каких слоев состоит:

1. Растительный слойподбирается индивидуально в зависимости от климата, расположения кровли, толщины почвы и от пожелания владельца, фото 6. Часто для растительности зеленой кровли выбирают мхи, газонную траву, полевые цветы и горную растительность, так как такая растительность не привередлива к конкретным климатическим условиям. В регионах с суровыми и холодными зимами следует выбирать морозостойкие растения.

Фото 6. Растительный слой

1. Почвенный субстрат, фото 7. В качестве почвы используют субстрат, который намного легче обычной земли, что позволяет значительно снизить нагрузку на основу кровли. Облегчение конструкции зеленой кровли является особенно актуальной для кровель интенсивного вида. Субстрат покупается в специализированных магазинах или его можно самому приготовить.

Оптимальный состав субстрата, это смесь:

• перлит (желательно, крупного размера частиц);
• керамзит или вермикулит;
• кирпичная крошка (60…70%, частицы среднего размера);
• компост (высокого качества).

Второй вариант оптимального состава субстрата – смесь (по массе):

• керамзит (10%);
• древесная кора крупного размера вперемешку с листьями (15%);
• перлит, желательно, с крупным размером частиц (15%);
• мелкая древесная кора (30%);
• компост (10%);
• кокосовое волокно (20%).

Третий упрощенный вариант субстрата – смесь (по массе):

• компост(33%);
• перлит (34%);
• керамзит (33%).

Фото 7. Почвенный субстрат

1. Фильтрующий слой (обычно состоит из геотекстиля и корнезащитной пленки). Геотекстиль применяют в качестве фильтрующего слоя для предотвращения засорения дренажа частицами грунта, фото 8.

Геотекстиль производится в трех видах:

• иглопробивной;
• термоскрепленный;
• комбинированный (иглопробывной + термоскрепленный).

Фото 8. Геотекстиль

Для зеленой кровли следует выбирать термоскрепленный геотекстиль, его конструкция выполнена так, что он практически не заиливается и имеет максимальную долговечность в данных условиях эксплуатации.

После геотекстиля укладывается корнезащитная пленка (фото 9), желательно из нетканого полипропилена. В качестве корнезащитного слоя не рекомендуется применять бетонный или асфальтобетонный слой.

Фото 9. Корнезащитная пленка, установленная на кровлю

1. Дренажная система выполняется в нескольких вариантах:

• Перфорированный дренажный слой с водоотводящими трубами.
• Перфорированные полистирольные плиты.
• Гравий или керамзит.
• Геоматы – прямоугольные решетки, фото 10.

Дренажные трубы следует использовать из высокопрочного перфорированного полистирола или полиэтилена изготовленного при высоком давлении. Данные трубы имеют шиповидные выпуклости. Также можно применять и асбестовые трубы, но перед установкой необходимо в ней сделать отверстия (перфорацию). Также можно устроить дренаж из керамзита (дешевый вариант).

Фото 10. Геоматы (дренажный слой)

1. Слой гидроизоляции – выполняет защитную функцию – предотвращение попадания воды и влаги сквозь конструкцию внутрь здания или на внешние стены. Гидроизоляция зеленой кровли может выполняться в различных вариантах, например:

• полимерные гидроизоляционные мембраны на битумной (ЭПДМ) основе с противокорневой защитой (экологичный материал), фото 11;

Фото 11. Полимерная гидроизоляционная мембрана на битумной (ЭПДМ) основе

• полимерные гидроизоляционные мембраны на синтетической (ПВХ-мембраны) основе с противокорневой защитой (срок эксплуатации до 60 лет), фото 12;

Фото 12. Установка полимерной гидроизоляционной мембраны на синтетической (ПХВ) основе

• дополнительный медный или алюминиевый слой фольги к выше приведенным мембранам;
• жидкая резина;
• полиэтиленовая пленка (имеет низкую эффективность).

Если кровля является плоской, тогда гидроизоляцию устраивают с уклоном 3…5%.

1. Слой теплоизоляции. Рекомендуется теплоизоляционный слой выполнить из пеностекла или перлитового песка. Пеностекло не пропускает влагу, не токсично для растений и микрофлоры почвы. Также в качестве утеплителя применяют экструдированные пенополистирольные плиты и минеральную вату.

Зачастую, для упрощения выполнения работ и поточного обслуживания почву засыпают в небольшие пластиковые ящики (например, 0,5×0,5 м), которые устанавливаются на поддоны, фото 13.

Конструкция интенсивной зеленой кровли отличается от экстенсивной толщиной слоя почвы и расположением утеплителя – располагается не снизу, а сверху гидроизоляции, что защищает ее от механических повреждений.

На фото 14 представлен график, по которому можно определить величину нагрузки на крышу в зависимости от толщины почвы.

Фото 13. Пластиковые ящики для почвы; установка ящиков на поддоны

Фото 14. Определение величины нагрузки в зависимости от толщины слоя почвы и разновидности растений для зеленой кровли

В табл. 1. представлены преимущества двух видов зеленой кровли.

Экстенсивное озеленение

Интенсивное озеленение

Таким образом, выделим основные преимущества экстенсивной кровли по сравнению с интенсивной следующие:

• относительно низкая цена;
• невысокая нагрузка на несущие элементы кровли;
• простое содержание и уход.

Наклонные зеленые кровли преимущественно устанавливаются на частных жилых малоэтажных домах, фото 15. Рассмотрим особенности устройства наклонной зеленой кровли.

Фото 15. Скатные зеленые кровли

Считается, что идеальным углом наклона крыши для устройства зеленой кровли является угол 5…8° (в некоторых источниках – до 12°). При таком уклоне исключается вероятность сползания всего слоя почвы и дерна под собственным весом и нет проблем с любым видом растений. Удельный вес дерна (грунт + растительность) составляет 100…300 кг/м 2 .

При увеличении уклона кровли более 12° необходимо устраивать поперечные фиксаторы (деревянные доски, георешетки или кассеты), которые будут сдерживать почву, фото 16. С применением устройств, которые препятствуют сползанию грунта можно устанавливать растительное озеленение на кровлях с углом до 45°. Правда, стоимость такой наклонной кровли будет выше.

Фото 16. Поперечные фиксаторы, предотвращающие сползание почвы и растительности при устройстве зеленой кровли

Конструкция зеленой кровли на наклонных поверхностях практически не отличается от плоских, за исключением устройством сдерживающих устройств, фото 17.