Zdemontowany styropianowy element drenujący zarośnięty osadem Znane są nam tez inne świadectwa zastosowania rozwiązań zielonego dachu w architekturze antycznego Rzymu i Grecji. Płaskie dachy i tarasy tak popularne w architekturze śródziemnomorskiej idealnie nadawały się do zastosowania na nich warstwy roślinnej. Właściwie w każdej kulturze i w każdym okresie historii znajdziemy przykłady takich rozwiązań. Znajdziemy je w prostych domach wiejskich w Norwegii (gdzie są najliczniejsze i najstarsze zachowane do dnia dzisiejszego przykłady zastosowania śródziemnego. Zielony dach w tamtych czasach był nie tylko rozwiązaniem podnoszącym estetyke budowli, miał też wyraźne walory praktyczne. Z braku odpowiednio dobrych materiałów pokryciowych i termoizolacyjnych warstwa roślinna zwiększała szczelność dachu oraz chroniła pomieszczenia przed niekorzystnym wpływem temperatury zewnętrznej – latem przed nadmiernym upałem, a zima przed chłodem.

W Polsce natomiast, najstarszy znany mi przypadek zastosowania zielonego dachu to dach-gród neorenesansowej kamienicy Lewego w warszawie przy ul. Żabiej 1. Przebudowę podczas, której wykonano zielony dach, rozpoczęto w 1903 r. Budynek ten niestety został zniszczony w czasie ostatniej wojny.

Wpust dachowy i pokrycie dachowe zaronięte osademSzersze zastosowanie zielonego dachu rozpoczęło się na przełomie lat 60-tych i 70-tych tj. od czasu gdy przemysł na szerszą skalę rozpoczął produkcję nowoczesnych i długowiecznych materiałów pokryciowych. Niektóre z nich (np. membrany z tworzyw sztucznych) posiadały bardzo ważną dla zielonych dachów cechę, były odporne na porastanie korzeni roślin. Istotnym elementem rynku pokryć dachowych technologia zielonego dachu stała się na przełomie lat 70-tych i 80-tych.

Analizując przykład najbardziej rozwiniętego rynku niemieckiego wydaje się, że wpły na to miało kilka przyczyn. Najważniejsza z nich to chyba ciągle rosnąca świadomość ekologiczna społeczeństwa powodowana duża dewastacją środowiska naturalnego i ubytkiem terenów zielonych pod zabudowę. Dodatkowo, niemieckie lobby ochrony środowiska naturalnego, silna Partia Zielonych obecna w parlamencie federalnym oraz w parlamentach krajowych, wspomagało rozwój rynku drogą administracyjną i prawną poprzez stworzenie szeregu ulg i zatwierdzenie odpisów podatkowych dla inwestujących w zielone dachy oraz wydanie przepisów i rozporządzeń nakazujących odtworzenie terenów zielonych, które zostały przeznaczone pod zabudowę.

Promocje zielonego dachu wspiera również zrzeszenie zawodowe gromadzące producentów i wykonawców związanych z technologią z zielonego dachu – DDV: Niemiecki Związek Ogrodników Budowlanych (dachy i elewacje).

Poza względami ekologicznymi i estetycznymi, istotny wpływ mają też przyczyny ekonomiczne. Mimo wysokich kosztów prawidłowo wykonane pokrycie dachowe w technologii zielonego dachu należy do najtrwalszych i długowiecznych.

Jednym z praktycznych dowodów jest długość ubezpieczonej gwarancji na system pokrycia dachowego w technologii zielonego dachu (izolacja wodna, termiczna i warstwa wegetacyjna) udzielanej wspólnie przez producentów systemu. Wynosi ona 25 lat (sic!), a hasłem reklamowym producentów jest: „Dach na 100 lat”.

Wpust dachowy i pokrycie dachowe zarośnięte osademObecnie Niemcy są największym rynkiem zielonych dachów w Europie. Rocznie wykonuje się ich tam ok. 9 mln m2 (tzn. ok. 10% powierzchni wszystkich wykonywanych dachów). Te proporcje mówią same za siebie.

Działa tam przynajmniej kilkanaście firm, które zajmują się wyłącznie zielonymi dachami, nie licząc producentów materiałów izolacyjnych i pokryciowych, z których prawie każdy posiada w swoim programie rozwiązanie systemowe zielonego dachu. Ci producenci to następne kilkanaście firm. W sumie sektor ten obsługuje ok. 30 firm.

W porównaniu z ich europejskimi konkurentami, firmy niemieckie przodują w ilości i jakości rozwiązań technologicznych. Większość wymagań technicznych dotyczących zielonych dachów szczegółowo określają nowmy DIN oraz Wytyczne FLL – Niemieckiego Towarzystwa Naukowo-Badawczego Krajobrazu i Rolnictwa.

W naszym kraju zielone dachy stały się bardziej popularne w okresie kilku ostatnich lat. Krajowi przedstawiciele producentów z zachodniej Europy lub różne firmy handlowe posiadają w swojej ofercie niektóre materiału dla zielonych dachów.

Jednak większość ofert nie jest kompletna i nie obejmuje kompleksowych rozwiązań technicznych dla każdego typu dachu (zazielenienia). Dużą nedogodnością naszego rynku jest też brak jakiegokolwiek rodzaju norm. Ze względu na to, że zielony dach może być zarówno ogrodem z drzewami i jak zwykłym trawnikiem, można powiedzieć, że nie ma rozwiązań uniwersalnych, które nadawały by się dla każdego rodzaju zazielenia. Oprócz rodzajów roślin i ich ukształtowania rozwiązanie techniczne zielonego dachu sa zależne też od wielu czynników, takich jak: pochylenie dachu, typ izolacji przeciwwodnej i termicznej, możliwość przenoszenia obciążeń (chodniki dla pieszcyh i drogi dla pojazdów), itp.

Źle dobrane materiał lub rozwiązania techniczne mogą sprawić, że nasz zielony dach będzie bądź suchym stepem z wypaloną słońcem ziemią lub mokrym bagnem z ciągle stojącą wodą. Poniżej chcielibyśmy przedstawić kilka najważniejszych założeń, które należy określić przed projektowaniem lub wykonywaniem zielonego dachu.

Pierwszym, najważniejszym z nich jest określenie zazielenienia (gatunki roślin i ew. ukształtowanie terenu) jakie chcemy, by pokrywało nasz dach.

Ten wybor jest najważniejszy, gdyż od niego zależy szczegółowe określenie następnych warstw – ich ilości, grubości i typu.

Ze względu na gatunki roślin i potrzeby wegetacyjne możemy rozróżnić trzy podstawowe rodzaje zazielenienia:
– Zazielenienie intensywnie wysokie Obejmuje sadzenie wszystkich rodzajów roślin: bylin, krzewów, tworzenie trawników i sporadycznie sadzenie drzew. Może być tworzone na całej płaszczyźnie dachu, zróżnicowane pod względem wysokości lub tworzone punktowo.
Jest porównywalne z wolnymi terenami zielonymi. Stosowane rośliny stawiają duże wymagania co do pielęgnacji oraz regularnego zaopatrzenia w wodę i substancje odżywcze. Układ warstw dla tego typu zazielenienia musi być starannie dobranu pod względem: odprowadzania nadmiaru wody, gromadzenia wody oraz ochrony izolacji przeciwwodnej przed przerastaniem korzeni.

– Zazielenienie intensywne niskie
Obejmuje sadzenie wszystkich rodzajów roślin: bylin, krzewówo, tworzenie trawników lecz bez sadzenia drzew. Może być one tworzone i kształtowane w sposób ograniczony. Stosowane rośliny są mniej wymagające co do pielęgnacji oraz regularnego zaopatrzenia w wodę i substancje odżywcze.
Wymagania technologiczne układu wartw dla tego typu zazielenienia są mniejsze (np. nie ma potrzeby stosowania stałych instalacji nawadniających, itp.).

– Zazielenienie ekstensywne
Obejmuje sadzenie rośliny o najniższych wymaganiach wegetacyjnych, które potrafią się same utrzymać i rozwijać. Właściwe nie wymaga żadnej pielęgnacji (najwyżej jeden-dwa razy w roku) oraz dodatkowego nawadniania.
Stosuje się rośliny o predyspozycjach dostosowawczych do ekstremalnych warunków klimatycznych i dużej zdolności regeneracji. Rośliny te powinny odpowiadać klimatowi występującemu w Polsce (zaleca się rośliny lokalne).

Tego rodzaju zazielenienie tworzy się za pomocą roślin takich jak mchy, rozchodniki, zioła, kostrzewy, itp.
Gdy okreśłimy już dokładnie rodzaj zazielenienia dobieramy do niego odpowiedni układ warstw czynnych zielonego dachu.

Do modelowego układu warstw czynnych zielonego (bez izolacji termicznej i ew. paroizolacji) możemy zaliczyć nw. warstwy:
– warstwa roślinna (wegetacyjna) – powinna być intensywnie przenikalna dla korzeni roślin, posiadać biologiczne, chemiczne i fizyczne właściwości umożliwiające prawidłową wegetację roślin (np. efektywnie odprowadzać nadmiar wody opadowej do niższych warstw przy jednoczesnym dobrym jej magazynowaniu, mieć odpowiedni współczynnik pH, zawartość węglanów i soli mineralnych, itp.).
– warstwa filtracyjna – zapobiega zanieczyszczeniu warstwy drenującej zapewniając dużą przepuszczalność wody. Powinna być przenikalna dla korzeni roślin.
– warstwa drenująca – zapewnia stały i pełny odbiór wody z warstwy roślinnej, kierując ją do odpływów. Może służyć też do gromadzenia wody oraz stanowić przestrzeń dla przenikania rosnących korzeni roślin.
– warstwa ochronna – służy jako dodatkowa ochrona pokrycia dachowego (izolacji przeciwwodnej) przed uszkodzeniami mechanicznymi.
– warstwa chroniąca przed przenikaniem korzeni – zapobiega uszkodzeniom pokrycia dachowego (izolacji przeciwwodnej) przrz korzenie roślin.
– warstwa oddzielająca – oddziela materiały, które nie tolerują się pod względem chemicznym (np. PCW i bitumy lub PCW i styropian).
– warstwa wyrównawcza (poślizgowa) – wstrzymuje sklejanie się różnych materiałów i ogranicza siły ścinające między dwoma warstwami.
rysunki przedstawiają modelowe układy warstw zielonego dachu:

1. układ warstw z pokryciem dachowym odpornym na przerastanie korzeni.
2. układ warstw z pokryciem dachowym niedpornym na przerastanie oraz warstwą zabezpieczającą izolację przeciwwodną przed korzeniami roślin.
Do konkretnego rodzaju zazielenienia oprócz warstw czynnych zielonego dachu należy dobrać odpowiednie typ pokrycia dachowego sprawdzając czy jest odporne na przerastanie korzeni roślin. Jeżeli nie to należy zastosować dodatkowo odpowiednią warstwę zabezpieczającą pokrycie przed korzeniami roślin.

Na odpowiednie dobór izolacji termicznej – rodzaj materiału termoizolacyjnego, jego grubość, gęstość i miejsce w układzie warstw – przy projektowaniu zielonych dachów ma wpływ ogólny ciężar warstw czynnych w stanie całkowitego nasycenia wodą, ew. obciążenia użytkowe dachu np. w przypadku garaży podziemnych – drogi dla pojazdów oraz oczywiście wymagania normy „cieplnej”. Zielony dach możemy wykonać właściwie na każdym rodzaju dachu płaskiego przy użyciu różnego typu pokryć dachowych i izolacji termicznych.

Jak było wyżej wspomniane rozwiązanie zielonego dachu opiera się na układzie wielowarstwowym. Jego podstawą są trzy zasadnicze warstwy: roślinna, filtracyjna i drenująca.

Istotne znaczenie z nich ma warstwa drenująca gdyż oprócz swojej zasadniczej funkcji powinna jeszcze posiadać zdolność gromadzenia niezbędnej dla wegetacji rożlin wody, stwarzać miejsce dla swobodnej penetracji ich korzeni oraz ich przewietrzania.

Tradycyjne wykonanie warstwy drenującej z materiałów mineralnych takich jak: żwir, grys, tłuczeń lub materiałów z recyklingu np. gruz ceglany lub szlaka nie jest jednak dobrym rozwiązaniem i nie spełnia wszystkich wyżej opisanych wymagań.

Jej wadami natomiast są m.in. podatność na zamulanie (przerastające korzenie roślin przechodząca przez warstwę filtracyjną, co prowadzi do zamulenia warstwy drenującej), praktyczna konieczność wspomagania wydolności akumulacyjnej wody oraz: duża grubość warstwy i wynikający z niej duży ciężar powierzchniowy. Co powoduje wzrost kosztów wykonania samej warstwy drenującej jak i podłoża – stropu.

Wieloletnie doświadczenia prowadzone przez producentów materiałów do zielonych dachów doprowadziły do opracowania nowoczesnych produktów, których zadaniem jest zapewnienie funkcji tracycyjnej warstwy drenującej z materiałów mineralnych, a dodatkowo także innych warstw.

Przeważnie są to produkty z tworzyw sztucznych takich jak polistyren, polietylen dużej gęstości, kauczuk syntetyczny, polipropylen, poliester, itp. Są one produkowane w postaci płyt, mat, włóknin strukturalnych, itp. Ich postawową funkcją jest odprowadzanie i gromadzenie wody lecz najbardziej złożone z nich spełniają zadania warstwy filtracyjnej, oddzielającej i ochronnej.
Dachy zielone - Kilka uwag o zielonym dachu

Tradycyjna (drenaż z kruszyw mineralnych)
Element drenujący z polistyrolu lub HDPE
Element drenujący ze spienionego polistyrenu. Włóknina strukturalna z polipropylenu
Rysunek pokazuje kilka możliwości rozwiązań warstwy drenującej.
1. warstwa drenująca z materiałów mineralnych
2. mata z poliestyrenu lub polietylenu dużej gęstości
3. płyta ze spienionego polistyrenu
4. struktura włóknina polipropylenowa

Jak ważnym jest prawidłowy projekt i wykonanie zielonego dachu chciałbym pokazać na przykładzie zilustrowanym zdjęciami.

Jest dach garażu podziemnego niedużego budynku mieszkalnego w Warszawie. Powierzchnia dachu wynosi ok. 300 m2, strop żelbetowy ok. 1,0 m powyżej poziomu gruntu. Mniej więcej połowę warstwy wierzchniej dachu stanowią płytki chodnikowe ułożone na podbudowie piaskowej mieszanej na sucho z cementem ułożonej na folii polietylenowej. Pod nią znajduje się już tylko pokrycie dachowe wykonane z dwóch warstw modyfikowanej papy bitumicznej. Drugą połowę warstwy wierzchniej stanowi zazielenienie typu intensywnego wysokiego z niskimi drzewami iglastymi. Po trzech latach od wykonania robót pokryciowych i ogrodniczych wystąpiły intensywne przecieki do pomieszczenia garażu. Po dokonaniu kilku odkrywek okazało się, że wpusty dachowe odprowadzające wodę były całkowicie niedrożne. Podnoszący się poziom wody spowodował jej przecieki przez źle wykonane i uszkodzone przez korzenie roślin pokrycie dachowe. Zapchanie wpustów spowodował osad wypłukiwany z podłoża roślinnego, który osadzał się w najniższych miejscach dachu tj. właśnie przy wpustach dachowych.

Jest przynajmniej kilka przyczyn, które to spowodowały i na które chciałbym zwrócić uwagę. Pierwszą z nich jest nieprawidłowy skład podłoża wegetacyjnego. Z powodu, że zazielenienie składało się głównie z roślin iglastych, podłoże wegetacyjne było mieszanką torfu i kory. Spełniało ono wymagania wegetacyjne „iglaków” lecz nie posiadało ono niezbędnych dodatków składników pochodzenia mineralnego (odpowiednie kruszywa mineralne). Za duży udział składników organicznych w podłożu powodował bardzo dużą ilość osadów w wodzie odprowadzanej do kanalizacji deszczowej, które osadzały się w kanałach elementu drenującego.

Następną przyczyną jest nieprawidłowy dobór elementu drenującego. Był to element ze spienionego polistyrenu, który jest sprzedawany u nas w kraju przez jednego z producentów zachodnich. Moim zdaniem element ten dobrze spełniał by swoją funkcję przy zazielenieniu ekstensywnym, gdzie podłoża wegetacyjne mają duży udział składników mineralnych oraz posiadają mniejszy ciężar powierzchniowy i mniejszą grubość warstwy, skutkiem tego są lżejsze, nie zmniejszają swoim ciężarem wysokości kanałów odprowadzających wodę oraz nie wydzielają tak dużej ilości osadów. Nie chcę oceniać jakości samego elementu drenującego lecz moim zdaniem posiada zbyt małą wysokość kanałów odprowadzających wodę, a gęstość styropianu też jest zbyt mała. Płyty drenujące ze spienionego polistyrenu powinny mieć minimalną wysokość kanałów ok. 35 mm, a gęstość materiału w przypadku styropianu ekspandowanego powinna wynosić min. 25 kg/m3. Wadliwie też została wykonana instalacja odwadniająca. Za mała była średnica wpustu dachowego (wpusty miały średnice kielicha 75 mm) co powodowało zbyt wolne odprowadzanie wody, a w konsekwencji doprowadziło prawie do całkowitego zablokowania wpustu osadem. Nie było też studzienek kontrolnych nad wpustami odprowadzającymi wodę. Płyty drenujące były ułożone bezpośrednio nad wpustami (niedopuszczalne!) co uniemożliwiało jakąkolwiek kontrolę elementu odprowadzającego wodę, a mała wysokość płyty drenującej (zwłaszcza w tym konkretnym miejscu) sprzyjała gromadzeniu się tam osadu.

Wadliwie zaprojektowane zostało pokrycie dachowe. Wykonane zostało bez oddzielnej warstwy zabezpieczającej przed przerastaniem korzeni roślin.

Dla zazielenienia intensywnego rolę tą spełniają przeważnie szczelnie ze sobą połączone folie z tworzyw sztucznych (HDPE lub PCW) o min. grubości 0,8 mm.

A w przypadku gdy wierzchnia warstwa bitumicznego pokrycia dachowego ma spełniać wymagania odporności, powinna ona posiadać wkładkę z folii miedzianej grubości 0,2 mm. Po dokonaniu kilku odkrywek i pobraniu próbek nie stwierdziłem obecności takiej folii. Możliwość, że zastosowano papę, która w wierzchniej warstwie bitumu ma dodatek środka chemicznego powodującego odporność na przerastanie korzeni, lecz papy tego typu są raczej zalecane dla dachów zielonych typu ekstensywnego. Dodatku środków chemicznych bez odpowiednich badań laboratoryjnych niestety nie mogłem stwierdzić. Niezbyt szczęśliwym rozwiązaniem było też zastosowanie papy typu wierzchniego tj. z posypką, która sprzyjała gromadzeniu się osadów. W przypadku gdy papa odporna na przerastanie korzeni dostarczana jest przez producenta z posypką (dotyczy to głównie pap dla zieleni ekstensywnej) dobrym rozwiązaniem jest zastosowanie warstwy rozdzielającej np. z folii PE o grubości 0,2 mm, której w opisywanym przypadku nie było. W kilku dokonanych odkrywkach na miejscach zakładów pasm papy można było stwierdzić niedużą penetrację korzeni w zgrzewkach zakładów. Na ile przecieki spowodowane były samym przerostem korzeni młodych jeszcze roślin, a ile im w tym „pomogło” niestaranne wykonawstwo trudno zdecydowanie ocenić.
Podczas suszy warstwa pokrycia dachowego jest ostatnią ze wszystkich warstw zielonego dachu gdzie może jeszcze być obecna woda, dlatego rośliny szukając swoimi korzeniami wilgoci uszkadzają nieodpowiednie pokrycia dachowe.

Wpływ na to zjawisko ma też skraplanie się pary wodnej na spodniej stronie pokrycia dachowego (zwłaszcza przy wadliwie zaprojektowanym lub wykonanym układzie warstw paroizolacji i izolacji termicznej).

Reasumując: zastosowanie prawidłowych materiałów pokryciowych (odporność na przerastanie korzeni roślin) ma zasadnicze znaczenie dla szczelności zielonego dachu. Aby uzmysłowić jak jest to istotne, już jako ciekawostkę techniczną podam fakt, że w regionach o klimacie szczególnie sprzyjającym wegetacji roślin np. w południowo-wschodniej Azji (Singapur, Malezja) na płaskich dachach nie stosuje się materiałów pokryciowych pochodzenia bitumicznego z uwagi na ich małą odporność na przerastanie korzeni. W sprzyjających warunkach klimatycznych (wysoka wilgotność i temperatura, duża ilość opadów oraz silne wiatry) pokrycia dachowe wykonane z pap bitumicznych bardzo szybko pokrywają się różnymi naniesionymi przez wiatr „samosiejkami”, które szybko uszkadzają pokrycie zwłaszcza w miejscach połączeń poszczególnych pasm. W tej sytuacji materiałami pokryciowymi, które się sprawdzają w tamtym klimacie są prawie wyłącznie membrany z tworzyw sztucznych lub blachy powlekane.

Myślę, że w tym odcinku ogólnie przedstawiłem ideę i podstawowe założenie techniczne zielonych dachów. W następnym spróbuję opisać bardziej szczegółowo poszczególne warstwy zielonego dachu.