CC BY
200Тенденции развития горизонтального и вертикального озеленения зданий
о ы
а
а
«
а б
Туркина Елена Александровна
ст. преподаватель, Департамент Архитектуры и строительства Российский Университет Дружбы Народов
Чистяков Дмитрий Александрович
ассистент, Департамент Архитектуры и строительства Российский Университет Дружбы Народов
Калугин Александр Николаевич
ассистент, Департамент Архитектуры и строительства Российский Университет Дружбы Народов, [email protected]
В статье рассмотрены условия озеленения архитектурных элементов фасадов и эксплуатируемых крыш зданий в городской застройке. Дан исторический обзор развития форм и методов озеленения совместно с развитием архитектуры и социальных запросов общества от глубокой древности до наших дней. Определены факторы, влияющие на озеленение сооружений - планировочные, конструктивные и эксплуатационные особенности. Рассмотрены вопросы о влиянии «зеленой архитектуры» на улучшение экологической среды в городе. Изучена возможность применения передового зарубежного опыта в сфере горизонтального и вертикального озеленения зданий для России. Раскрывается потенциал применения «зеленой архитектуры» как дополнительного источника повышения уровня жизнедеятельности человека в городской среде. Поднят ряд проблем по использованию эксплуатируемых кровель зданий для создания на них архитектурно - ландшафтных объектов с элементами озеленения. Раскрывается экономический, социальный и эстетический потенциал применения эксплуатируемых крыш с элементами горизонтального озеленения и устройства фасадов здания с вертикальным озеленением. Ключевые слова: «зеленая архитектура», горизонтальное и вертикальное озеленение, «зелена кровля», «вертикальный лес».
Современные мегаполисы задыхаются от загрязнения воздуха, постоянного шума, выхлопных газов от автомобилей и общественного транспорта, от вредных выделений промышленных предприятий, страдают от катастрофического дефицита зеленых насаждений.
Улучшить экологию большого города помогает внедрение в проектирование принципов «зеленой архитектуры», которая призывает максимально использовать различные направления экологизации городской среды, энергично внедрять в городскую застройку горизонтальное и вертикальное озеленение зданий, разрабатывать и применять энергосберегающие решения и экологичные материалы.
Один из важных принципов «зеленой архитектуры» - это восстановление в проектируемом архитектурном объекте той части живой природы, которая будет уничтожена в процессе строительства, что возможно сделать при применении горизонтального и вертикального озеленения зданий.
Горизонтальное озеленение включает озеленение кровли здания и крыш пристроенных к нему подземных и надземных сооружений.
Вертикальное озеленение - культивация растений на вертикальных поверхностях зданий, которое может быть выполнено вплотную к стене или на откосе, на специальных держателях, декоративных решетках и прочее.
История использования горизонтального и вертикального озеленения включает в себя несколько сотен лет. В странах Скандинавии и Средней Азии кровля покрывалась мхом и травой для теплоизоляции здания и обеспечения слива воды. Наши далекие предки размещали дерн на соломенных крышах для улучшения изоляции и уменьшения опасности возгорания. В Италии на террасах зданий размещали растения и цветы в горшках и кадках. Известные «сады Семирамиды» были ни чем иным как «зелеными кровлями» Вавилонских дворцов [4].
Вместе с культурой Востока в Древнюю Грецию был перенесен культ Адониса и обычаи украшать плоские крыши и балконы растениями в горшках. В Древнем Риме на крышах многих доходных домов размещались «висячие озера» и сады в бадьях. В период Ренессанса с расцветом культуры садоводства в северных городах Италии: Флоренции, Мантуе, Падуе и других го-
родах сады на крышах обогатились чужеземными растениями и стали признаком богатства и власти знатных вельмож [4].
Первые описания русских садов на крышах относятся к XVII веку. Верховые сады или «сады на сенях» располагались на каменных сводах пристроек к дворцовым зданиям Московского Кремля.
Горячим сторонником использования крыш домов был архитектор Ле Корбюзье, который сделал частную тему «крыши - сады» необходимой составной частью архитектуры.
В 20-е годы в России плоские эксплуатируемые крыши с элементами озеленения архитекторами А.Кузнецовым, Г. Бархиным, И. Леонидовым, М. Гинзбургом и др. были введены в структуру здания как неотъемлемый компонент в организации новой жилой среды.
Сегодня в связи с дефицитом городской земли и напряженной экологической обстановкой в городе остро встала проблема использования кровель и стен зданий, крыш подземных и полуподземных гаражей, эстакад и других искусственных оснований для создания архитектурно - ландшафтных объектов с использованием зеленых насаждений и элементов благоустройства.
Только в столице площадь покрытий жилых зданий составляет сотню млн.кв. метров и на это неосвоенное архитектурное пространство начали обращать внимание архитекторы, строители и инвесторы. С экономической точки зрения организация эксплуатируемых плоских кровель, разновидностью и частью которых являются горизонтально озелененные крыши, позволяет получать дополнительную площадь, равную площади застройки здания. Рост числа высотных зданий сделал крыши видимыми для миллионов людей и они стали объектом зрительного восприятия в городе и формируют «пятый фасад» здания.
Доказано, что в летнее время большая концентрация «зеленых крыш» способна существенно понизить среднюю температуру целого города. Озеленение крыш способствует существенному уменьшению загрязненности воздуха и обогащению его кислородом, что повышает комфорт проживания в городе и сокращает число легочных заболеваний. Также озелененные кровли поглощают шумовые загрязнения, при этом почвенный слой поглощает низкие частоты, а растения - высокие. «Зеленая архитектура» становится дополнительной средой обитания для городской фауны. Исследования, проведенные в Англии и Германии, показали, что нагревание поверхности «травяной крыши» значительно ниже, чем у кровель, имеющих рулонное или гравийное покрытие.
По характеру использования крыши делятся на: интенсивные и экстенсивные. Интенсивные
крыши используются многофункционально и предполагают сочетание озелененных пространств и архитектурных объектов, площадок для отдыха, спорта и других целей. Экстенсивные крыши - это кровли, доступ людей на которые ограничен и они представляют собой так называемые «травяные крыши» («зеленые крыши») с использованием почвопокровных растений, выполняя экологическую и эстетическую функцию [2](рис. 1).
Рис. 1. Конструкции эксплуатируемых кровель: а - экстенсивная однослойная; б- интенсивная; в - с пешеходным покрытием
1 - экстенсивный посадочный материал; 2 - тоже, интенсивный; 3 - посадочный грунт; 4 - посадочно - дренажный слой; 5 - геотекстиль;
6 - дренажный слой (гравий); 7 - утеплитель; 8 - гидроизоляция; 9 - несущая железобетонная плита; 10 - настил из бетонных плит (тротуарная плитка)
К интенсивным кровлям относятся:
- кровли с садами на крышах, предназначенные для рекреации ЭПК (эксплуатируемая плоская крыша)
- кровли с архитектурно - ландшафтными объектами на ЭПК
- кровли с наземными садами, расположенными над подземными сооружениями на уровне земли
К экстенсивным кровлям относятся:
- озелененные крыши («травяные кровли»), на которых устраивается газонное покрытие без устройства рекреации [2].
На крышах многоэтажных зданий растения оказываются в неестественных условиях. Перепад температур наружного воздуха, негативное влияние ветра, связанное с усиленным испарением влаги с поверхности растений, снижает их температуру и отрицательно влияет на их рост. Для устройства благоприятной среды для растений необходимо разрабатывать различные конструкции солнцезащитных и ветрозащитных экранов, рационально планировать пространство крыши в окружающей застройке и выбирать определенные виды растений.
Для озеленения экстенсивной крыши используются газонные травы, рулонные газоны или вегетативные и дренажные маты с использованием растений группы сиккулентов, к которым относятся растения, обладающие способностью
0 55 I» £
55 т П
о ы
а
запасать воду в своих мясистых стеблях и листьях [5].
«Зеленые крыши» устраиваются в основном на кровлях жилых, промышленных, складских и хозяйственных зданиях и с использованием травянистых растений таких, как газонные травы, сиккуленты и почвопокровные растения (рис. 2).
водоизоляционных, корнезащитных и разделительных слоев [5].
а
«
а б
Рис. 2. «зеленая крыша» на здании детской школы во Вьетнаме
Травяное покрытие «зеленых крыш» значительно легче покрытия, где на крыше размещают сады, что расширяет диапазон их применения и создает возможность их использования на кровлях типовых жилых зданий без дополнительного усиления конструкций, если уклон кровли не превышает 6%[5].
Примером озеленения на искусственном основании может служить появление газона на крыше гастронома «Новоарбатский» в 2007г. в г. Москва. Интересный вариант кровли с элементами озеленения был реализован при строительстве жилого дома в районе Фили - Давыдково. На улице Наметкина в 1997г. выполнено устройство сквера на крыше подземного гаража в комплексе зданий РАО «Газпром».
Одним из видов горизонтального озеленения зданий является сад на крыше, кровля которого имеет верхний плодородный слой, на котором могут быть устроены газоны, разбиты клумбы, расти кустарники и деревья, где толщина грунта на кровле должна удовлетворять глубине залегания корней (рис. 3).
Для размещения на интенсивных кровлях садов и архитектурно - ландшафтных объектов используется крыша с несущими железобетонными плитами с уклоном кровли 1,5 - 2%. Размещение данных объектов на крышах и подземных этажах требует специальной конструкции этих кровель с устройством уклонообразующего слоя, пароизоляционных, теплоизоляционных,
Рис. 3. Жилой дом с садом на крыше (архитектор Хун-дертвассер) Вена, Австрия. Фото Туркиной Е.А.
Дополнительная нагрузка на крышу зависит от номенклатуры растений. Для разных растений требуется разная толщина растительного слоя. Для интенсивного озеленения ЭПК значимыми являются дополнительные нагрузки на конструкции здания, которые в себя включают: вес растений и контейнеров; вес грунта во влажном состоянии, вес дополнительного слоя покрытия мощения дорожных площадок; снеговую нагрузку; вес работающих садовых механизмов и др. Сама кровля представляет собой многослойную конструкцию с инженерным оборудованием (отвод воды, орошение).
Основной формой озеленения в этих случаях является использование растений, высаженных в емкости: контейнеры, вазоны, горшки. Деревянные емкости - ящики, бочки и пр., необходимо обрабатывать антисептиком и обкладывать с внутренней стороны полиэтиленовой пленкой (рис.4).
За рубежом разработано несколько конструктивных систем для создания садов на крышах, которые обеспечивают наиболее оптимальные условия для развития растений, а также снижение статической нагрузки на кровлю.
Одна из таких систем «Флорадрен» Бельгийской фирмы 1трегЬе1 на практике осуществлена на строительстве здания Газпрома в г. Москва и показала свою высокую эффективность. Основным конструктивным элементом этой системы являются прочные полиэтиленовые элементы
«Флорадрен» ячеистой формы размером 20 Х 10 см и весом 2 кг/м2. При устройстве озелененной кровли эти элементы дают возможность накапливать дождевые воды для увлажнения растений. Кроме того, система «Флорадрен» предусматривает гидроизоляционный слой и специальный противокорневой материал [1].
Рис. 4. Сад на крыше общественного здания в Гонконге
Не так давно за рубежом появился новый теплоизолирующий и противокорневой материал «Фомглас», который производится из битого стекла и углерода и обладает уникальной способностью обеспечивать жесткую конструкцию и обладает большим сопротивлением на сжатие, а его химический состав защищает его от грызунов, насекомых и бактерий. «Фомглас» представляет из себя жесткую пеноплиту и укладывается на профилированный металлический лист или на бетонную основу и клеится на горячий битум. Пока он является очень дорогим материалом, но имеет большую перспективу применения в строительстве [1].
Широкое применение в застройке городов должно найти вертикальное озеленение. Растения, используемые для вертикального озеленения делятся на однолетние и многолетние.
Однолетние: горошек душистый, ипомея, настурция, фасоль и другие;
Многолетние: лианы, которые являются наиболее ценными растениями для вертикального озеленения. Они высаживаются на расстоянии 0,5 м от стенок, экранов и других вертикальных элементов фасада в ящики.
Актинидия - в условиях Москвы поднимается на высоту до 6м, спиралями своих побегов обвивает конструктивную опору;
Ариспиология - кустарник, в условиях Москвы достигает 80м
Виноград амурский - морозостойкий кустарник, достигающий в условиях Москвы 20 м высоты (рис. 5).
Рис. 5. Вертикальное озеленение здания в Лиссабоне, Португалия.
В последнее время в прессе появились статьи о проектировании и строительстве в Италии, Китае жилых домов с вертикальным озеленением стен, то есть посадки на балконах и лоджиях кустарников и деревьев.
В Милане построили небоскребы с настоящими деревьями на балконах [3]. Миланский «Вертикальный лес»- это башни высотой 80 и 112 метров, проект которых разработал архитектор Стефано Боери, где на специально спроектированных балконах - террасах растут деревья, а именно: 480 больших и средних деревьев, 300 карликовых деревьев, 11 тысяч многолетников и почвопокровных растений и 5 тысяч кустов. «Лес» меняет свой цвет по мере смены времен года, при этом растения защищают внутренние помещения от прямого солнечного света и пыли, формируют новую городскую экосистему. Обслуживание растений - замена выросших, посадка и удаление лишних входит в обязанности кондоминиума [3]. Все балконы, где есть растения, подключены к «умной» системе, которая запрограммирована на дозированный полив растений (рис. 6, рис. 7).
О 55 I» £
55 П П Н
Рис. 6. «Вертикальный лес» в Милане (архитектор Стефано Боери) фасады и разрез.
о ы
а
а
«
а б
Рис. 7. Процесс строительства «вертикального леса» в Милане
Группа китайских архитекторов разработала проекты двух зданий под названием «Нанкин», которые являются первыми домами с «вертикальным лесом» в Азии. Снаружи здания по периметру на стенах будет высажено 600 высоких деревьев, 500 деревьев среднего размера, а также 2500 кустарников и различных растений [3].
Несмотря на всю красоту идеи «вертикального леса», многие критики отмечают, что количество ресурсов, необходимых для размещения и сохранности деревьев, значительно превосходит их «экологические» заслуги [3]. Когда растение достигает определенной высоты, ограниченной высотой жилого этажа, приходится обрезать крону или заменять их.
В качестве альтернативы предлагается использовать мхи, сиккуленты и травы. Их легче выращивать, чем крупные деревья, при этом они не менее красивы.
Для России такое архитектурное решение фасадов здания практически невозможно по причине сурового климата в большинстве районов нашей страны и в частности для г. Москва. Семь месяцев в году на балконах будут стоять темные стволы деревьев и кустарников, ухудшая фасад здания, необоснованно удорожая стоимость строительства здания и его эксплуатацию. Нарушается пожарная безопасность здания, уменьшается освещенность и инсоляция квартир.
Понятно, что такое решение как «вертикальный лес» вызвано нехваткой зеленых насаждений на уровне земли. Для решения этой проблемы у нас в России может быть использовано горизонтальное и вертикальное озеленение или надстройка над кровлей - воздушной плавающей платформы с элементами озеленения («висячий сад»).
Горизонтальное и вертикальное озеленение крыш и стен здания имеет существенные достоинства, так как позволяет защитить кровельное покрытие и конструкцию стен от разрушения под
воздействием ультрафиолетовых лучей, механических повреждений; удерживать пыль и вредные вещества из воздуха; вырабатывать дополнительный кислород; снижать расходы на кондиционирование летом и отопление зимой; повышать уровень шумозащиты верхних этажей здания; повышать эстетическую привлекательность отдельных фрагментов здания или сооружения в целом.
Удачное использование пространства крыш многоэтажных жилых и деловых зданий в странах Западной Европы, США и Китая позволяет находить инвестора, кроме того, существуют законодательства, которые говорят о том, что крыша дома должна компенсировать утраченный под строительство участок земли, который могла занять детская или спортивная площадка, газон или сад.
Тем не менее, в России «зеленая архитектура» внедряется в жизнь, по сравнению с зарубежным строительством крайне медленно. Использование эксплуатируемых крыш в Российском строительстве связано с большим количеством проблем, которые возникают при их проектировании и строительстве, а именно: усиление конструкций дома, сложность и дороговизна ремонта, сложность определения места протечки, трудные условия эксплуатации кровельного ковра - корневая защита, защита от климатических перегрузок, необходимость корректировки строительных норм и правил и т. д. Однако эти решаемые проблемы не сравнятся с тем экономическим (долговременным) и социальным эффектом, о котором говорилось ранее.
Несколько лет назад департамент природопользования Москвы просил префектуры составить список построенных объектов, на крышах которых возможно применить озеленение, в частности, газоны. Не было выявлено ни одного объекта. Это говорит о том, что ЭПК, в том числе с озеленением, можно реализовать, как правило, в домах, при проектировании которых кровля изначально рассчитана на высокие нагрузки.
Доводы скептиков о дополнительном весе конструкций перекрытий в связи с устройством садов или газонов на крышах, о невозможности использовать стандартные панели или об особенной сложности гидроизоляции, в новых условиях и особенно с развитием монолитного железобетона и созданием облегченных синтетических материалов, оказываются несостоятельными.
Горизонтальное и вертикальное озеленение крыш в Москве и других городах России может получить более широкое развитие, особенно при террасном и разноэтажном строительстве. При этом нужно учесть то обстоятельство, что экономически оправданы любые единовремен-
ные затраты на проектирование и строительство объектов «зеленой архитектуры», если они обеспечивают низкие эксплуатационные расходы, которые гарантируются применением самых высококачественных гидроизоляционных, теплоизоляционных материалов, а также налаженной службой ухода за ЭПК и высокой культурой использования этих объектов.
Газоны и сады на крышах, также как вертикальное озеленение фасадов - вся эта «зеленая архитектура», безусловно, должна занять достойное место в экологии жилой среды наших городов.
Литература
1. Истомин Б.С., Туркина Е.А. Архитектурный потенциал пространства крыш многоэтажных жилых зданий // Жилищное строительство. 2013.№10 С. 28 - 32
2. Пономарев В.А. Архитектурное конструирование. М.: Архитектура - С, 2009. С 639 - 641
3. Самборская О. Многоэтажный лес //Строительная газета №23 (10398) 10.06.2016
4. Титова Н.Л. Сады на крышах М.: Олма -Пресс Гранд, 2002. 108с.
5. Ханс Петр Айзерло. Изоляция плоских кровель. М.: Бизнес - Медиа, 2007. 200с.
Trends in the development of horizontal and vertical landscaping of buildings
Turkina E.A., Chistyakov D.A., Kalugin A.N.
Peoples' Friendship University of Russia
In the article the conditions of greening of architectural elements of fasades and exploited roofs of buildings in city building are considered. A historical overview of the development of forms and methods of gardening together with the development of architecture and social demands of society from the deep antiguty to the present day. The factors influencing the greening of structures - planning, constructive fnd operational features are determined. The questions on the influence of the "green architecture" on the improvement of the ecological environment in the city are considered. The possibility of applying advanced foreign experience in the sphere of horizontal and vertical greening of buildings for Russia is studied. The potential of application of "green architecture" as an additional source of increasing the level of human activity in the urban environment is revealed. A number of problems on the use of exploiteed roofs of buildings for the construction of architectural and landscape objects with elements of gardening are presented on them. The economic, social and aesthetic potential of the exploited roofs with elements of horizontal landscaping and the construction of the facades of the building with vertical gardening is revealed.
Keywords: "green architecture", horizontal and vertical landscaping, "green roof", "vertical forest".
References
1. Istomin BS, Turkina EA Architectural potential of the roof space of multi-storey residential buildings // Housing construction. 2013.№10 a 28 - 32
2. Ponomarev V.A. Architectural design. M .: Architecture - S,
2009. From 639 - 641
3. Samborskaya O. Multi-storey forest // Building newspaper №23 (10398) 06/10/2016
4. Titova N.L. Gardens on the roofs of Moscow: Olma - Press
Grand, 2002. 108s.
5. Hans Peter Ayzerlo. Insulation of flat roofs. M .: Business -
Media, 2007. 200s.
О R и
£
R
n
