Dachy zielone – rozwiązania konstrukcyjno-materiałowe

Dach jest elementem zamykającym budynek i chroniącym go przed opadami atmosferycznymi, wiatrem i zmianami temperatury. Zwykle składa się z konstrukcji nośnej, warstwy izolacji termicznej i pokrycia dachowego. Przeważnie wyposażony jest w instalację odgromową i urządzenia do odprowadzania wody – rynny, rury spustowe itp.

Natomiast stropodach jest to strop nad ostatnią kondygnacją budynku, który pełni jednocześnie funkcję dachu – są to wielowarstwowe konstrukcje, których zadaniem jest zabezpieczenie pomieszczeń wewnątrz budynku przed wpływami czynników atmosferycznych.

Stropodachy stosowane są w budynkach przy spadku połaci dachowej od 0 do 10% [1]. Przykładowy podział stropodachów przedstawiono na rys. 1.

Kolejne warstwy stropodachów spełniają odmienne funkcje, dlatego do ich wykonania należy zastosować bardzo różne materiały.

Dachy zielone a architektura

Zastosowanie formy dachu zielonego nie jest ograniczone wysokością budynku, ponieważ to rozwiązanie stosuje się zarówno w budynkach niskich, jak i wysokich. Formę ogrodową dachów zielonych wykonuje się na budynkach użyteczności publicznej (przykładem jest budynek Biblioteki Uniwersyteckiej w Warszawie – fot. 1, 2), ale także w budownictwie wielorodzinnym, przemysłowym i niskiej zabudowie jednorodzinnej [2].

Ogrody umieszcza się zazwyczaj na dachach płaskich – stropodachach o pochyleniu połaci od 5 do 35%. Przy wartości pochylenia większej niż 20º dach zielony należy zabezpieczać przed osuwaniem się zieleni [3].

Duże znaczenie roślinności w strukturze miejskiej zaczęło być doceniane niedawno, choć jej wartości estetyczne znane były w wielu kulturach od setek lat. Ogrody zielone to istotne elementy zieleni, wprowadzające nowe znaczenie w architekturze i urbanistyce [4].

Miasta XXI w. cechują się intensywnym rozwojem przestrzennym oraz dużym tempem wzrostu ludności, co staje się przyczyną oderwania człowieka od środowiska naturalnego [5]. Szybki rozwój budowlany ostatnich 25 lat spowodował powiększającą się izolację przestrzenną.

Miasto, a w szczególności tworzące go osiedla, stało się miejscem zatłoczonym przez betonowe obiekty mieszkaniowe, wielostanowiskowe parkingi postojowe oraz infrastrukturę drogową, która spowodowała wypieranie form zielonych z krajobrazu miasta.

Na przeciętny obraz miejski składa się szary beton i sześcienne bloki mieszkalne najczęściej z dachami płaskimi pokrytymi papą. Taki obraz przestrzeni miejskiej nie ma dużych wartości estetycznych ani krajobrazowych. W takiej przestrzeni brak jest akcentów w postaci form zielonych, które nadają miejscu jego indywidualny charakter.

Intensywna działalność człowieka, która wynika z rozwoju cywilizacyjnego, staje się przyczyną izolacji człowieka od środowiska przyrodniczego [5]. Przyczyną tej izolacji może być brak dostępu do biomasy w miejskiej strukturze społecznej lub występowanie wartości przyrodniczych znacznie zdegradowanych. Alternatywą dla wypełnionych betonem przestrzeni miejskich stają się dachy zielone.

Wykorzystanie technologii dachów zielonych daje duże możliwości kreowania formy architektonicznej. Zastosowanie różnego typu zieleni nadaje obiektowi i terenom otaczającym go indywidualny wygląd i charakter. Tak stworzony obiekt wraz z zastosowaną zielenią może się przyczynić do identyfikacji terenu w przestrzeni, stać się wyróżnikiem danego osiedla.

Wykorzystanie przez architekta rozwiązania ogrodu zielonego wraz z innymi materiałami ekologicznymi przyczynia się w znacznym stopniu do ochrony środowiska naturalnego. Odpowiednie zakomponowanie przestrzeni dachu formą zieloną pozwala uzyskać powierzchnię użytkową, którą można przeznaczyć na tarasy zielone – miejsca odpoczynku i rekreacji.

Układy warstw dachu zielonego

W Polsce nie ma odrębnych norm związanych z projektowaniem dachów zielonych. Zaleca się, aby rozwiązania charakteryzowały się prostotą gwarantującą szczelność i trwałość. Podstawowe warstwy stropodachu o odwróconym układzie warstw przedstawiono na rys. 2, a na rys. 3 – układ warstw szczególnego typu dachu odwróconego, jakim jest dach zielony.

Dobór warstw materiałowych w dachu zielonym nie może być przypadkowy. Każda z nich musi spełniać określone wymagania i kryteria. Szczegółową charakterystykę poszczególnych warstw przedstawiono na rys. 4.

W zależności od roślinności na dachu zielonym rozróżnia się zazielenienie intensywnie wysokie, intensywnie niskie i ekstensywne [2, 3]: 

• intensywnie wysokie – pokrycie dachowe najbardziej rozbudowane, z różnorodną florą pełniącą funkcję ogrodu, bez większych ograniczeń. Są to najczęściej trawy, krzewy rożnego typu, byliny, a także roślinność piętra wysokiego. Wybór takiego pokrycia dachowego ma duże walory architektoniczne ze względu na mnogość użytych form, a co za tym idzie – zróżnicowanie przestrzenne. Dachy pokryte taką roślinnością mają wartości biologiczne i rekreacyjne. Wybór takiego zazielenienia wiąże się z większymi obciążeniami budowli oraz koniecznością zaopatrzenia w wodę i substancje odżywcze, a także użycia systemów odwadniających ogród;
• intensywnie niskie – jest pewnym wariantem dachu intensywnie wysokiego. Ma zbliżone wymagania technologiczne. Odróżnia go wykluczenie z pokrycia dachowego form zielonych wysokich, jakie stanowią drzewa. Również są to dachy o bardzo wysokich wartościach estetycznych, w ramach których może znajdować się oczko wodne;
• ekstensywny – jest ogrodem najmniej wymagającym ingerencji człowieka. Zazwyczaj porośnięty jest roślinnością stepową o niskich wymaganiach wilgotnościowych i temperaturowych. Najczęściej stosowane są rośliny pietra niskiego, np. mchy i rozchodniki. Zaletą zastosowania takiej roślinności jest wykonanie lżejszej konstrukcji, co wynika z grubości podłoża gruntowego, a dzięki temu oszczędność ekonomiczna.

Projektowanie dachu zielonego

Projektowanie dachów zielonych powinno się odbywać z uwzględnieniem zagadnień technicznych, ze szczególnym zwróceniem uwagi na cechy charakterystyczne tego typu rozwiązań.

Szczególną uwagę należy zwrócić na odpowiedni dobór materiałów pod względem konstrukcyjnym i cieplno-wilgotnościowym oraz poprawne projektowanie i wykonanie złączy dachów zielonych (np. połączenie dachu zielonego ze świetlikiem).

Dach zielony musi przede wszystkim:

• spełniać podstawowe kryteria i wymagania w zakresie konstrukcyjnym i cieplno-wilgotnościowym: przenosić obciążenia oraz charakteryzować się wymaganą izolacyjnością cieplną i hydroizolacyjnością,
• być zabezpieczony przed kondensacją pary wodnej, szczególnie nad pomieszczeniami mokrymi, dzięki czemu zachowana zostanie stabilność energetyczna przegrody,
• umożliwiać łatwą termorenowację (zwiększenie grubości warstwy izolacji cieplnej) w istniejącej konstrukcji (bez zakłóceń w użytkowaniu wnętrza budynku).

Zalety stosowania konstrukcji dachu zielonego

Zalety stosowania konstrukcji dachów zielonym można rozpatrywać w aspekcie architektoniczno-ekologicznym (wartość architektoniczna projektowanych obiektów, ich funkcjonalność i ekologia) oraz technicznym (wpływ na mikroklimat, akustykę, trwałość pokrycia dachowego) [1, 2, 3, 8].

Wartość architektoniczna. Ma na nią wpływ użycie urozmaiconych form architektonicznych z uskokowym wykorzystaniem brył na tarasy widokowe oraz bogata roślinność zastosowana na piętrzonych kondygnacjach, która pozwala mieszkańcom wyższych kondygnacji cieszyć oko zielenią.

Dzięki dachom zielonym następuje urozmaicenie formy architektonicznej pod względem kolorystycznym, funkcjonalnym i estetycznym. Dachy (tarasy) zielone urozmaicają przestrzeń miejską, mogą stać się wizytówką danego rejonu oraz poprawiają negatywne skutki urbanizacji, przywracają zieleń miastu.

Funkcjonalność. Dach zielony osiąga rozmiary min. 10 m². Połowa tej wartości będzie traktowana jako powierzchnia terenu biologicznie czynnego, która jest wykorzystywana do obliczania wskaźnika terenów zielonych. Dach zielony daje możliwość przeznaczenia powierzchni dachu na tarasy widokowe, ogrody – miejsca wypoczynku i rekreacji.

Ekologia. Flora zastosowana na dachu przyczynia się do pochłaniania kurzu i zanieczyszczeń z powietrza, a także dwutlenku węgla (1 m² zieleni może zatrzymać ok. 200 g kurzu). Rośliny jonizują ujemnie powietrze oraz w wyniku fotosyntezy wytwarzają tlen w otoczeniu.

Mikroklimat. Na dachach zielonych w przeciwieństwie do tradycyjnych następuje cyrkulacja wody, która zamienia się w parę wodną (zwiększa się wilgotność względna powietrza), a jednocześnie ochładza powietrze. Powoduje to w mniejszym stopniu nagrzewanie się budynku, co jest szczególnie istotne dla osób przebywających w takim pomieszczeniu (latem chłodzi, zimą podtrzymuje temperaturę).

Temperatura dachu zielonego w okresie letnim w wyniku pochłonięcia energii słonecznej przez podłoże i rośliny może osiągnąć wartość temperatury otoczenia, tj. ok. 30ºC, natomiast w przypadku dachu konwencjonalnego temperatura może wzrosnąć do ok. 80ºC.

Magazynowanie wody opadowej przez grunt zastosowany na dachu zielonym powoduje opóźniony odpływ wody do systemu kanalizacji, co sprzyja podtrzymaniu pozytywnej gospodarki wodnej w środowisku miejskim, a dodatkowo nie obciąża kanalizacji nadmierną ilością wody opadowej.

Akustyka. Zarówno roślinność, jak i grubość warstwy gruntu rodzimego wychwytuje i pochłania fale akustyczne, co przyczynia się do zmniejszenia poziomu hałasu w pomieszczeniach budynku.

Trwałość pokrycia dachowego. Zastosowanie wierzchniego pokrycia dachowego ze względu na swoją grubość przyczynia się do ochrony warstwy izolacyjnej dachu przed bezpośrednim działaniem warunków atmosferycznych, które w znacznym stopniu przyczyniają się do niszczenia tradycyjnego pokrycia dachowego.

Podsumowanie i wnioski

Dach zielony to przykład nowoczesnego rozwiązania zewnętrznej przegrody budowlanej. Dachy zielone wprowadzają wartości architektoniczno-ekologiczne w zwartej betonowej przestrzeni miasta. Nadają jej charakterystyczny wygląd oraz wprowadzają nową jakość zabudowy. Pozwalają na harmonijne wpisanie się obiektu i zieleni w krajobraz miasta. Wpływają pozytywnie na środowisko, tworząc odpowiedni mikroklimat, a także zwiększają komfort życia jego mieszkańców. Dachy zielone stają się alternatywą dla istniejących betonowych osiedli, a także wyrazem architektury współczesnej.

Literatura

1. „Budownictwo ogólne”, tom 3: „Elementy budynków, podstawy projektowania”, praca zbiorowa pod kierunkiem dr. hab. inż. L. Lichołai, Wydawnictwo ARKADY, Warszawa 2008.
2. B. Sokołowska, „Dachy zielone w aspekcie ekologiczno-technicznym”, [w:] „Budownictwo ogólne, zagospodarowanie konstrukcyjne, materiałowe i cieplno-wilgotnościowe w budownictwie”, Wydawnictwo Uczelniane Uniwersytetu Techniczno-Przyrodniczego w Bydgoszczy, Bydgoszcz 2007.
3. J. Mikoś, „Budownictwo Ekologiczne”, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 1996.
4. „Dachy zielone”, e-kwartalnik, nr 1, styczeń 2010.
5. S. Rutkowski, „Planowanie przestrzenne obszarów wypoczynkowych w strefie dużych miast”, PWN, Warszawa 1975.
6. H. Skibniewska, A. Goryński, D. Bożekowska, „Tereny otwarte w miejskim środowisku mieszkalnym”, Wydawnictwo ARKADY, Warszawa 1979.
7. J.M. Chmielewski, „Teoria urbanistyki w projektowaniu i planowaniu miast”, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2001.
8. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 marca 2009 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU z 2009 r. nr 56, poz. 461).

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!