Главная / Зарубежный опыт. Принципы возведения зеленых кровель в Германии

Зарубежный опыт. Принципы возведения зеленых кровель в Германии

Один из наиболее веских доводов противников устройства зеленых кровель – возникающие дополнительные нагрузки на несущие конструкции. Сегодня в Германии разрабатываются «легкие» типы зеленых кровель. Их популярность стремительно растет, однако при их устройстве следует обращать внимание на определенные требования.

Ориентировочные значения поверхностных нагрузок для различных материалов и растений, используемых для устройства зеленых кровель, содержатся в стандарте DIN 1055 «Порядок проведения расчетов нагрузок», в «Директивах по плоским кровлям», составленных Немецким ремесленным союзом кровельщиков и содержащих методику проведения расчетов, таблицы и информацию о снеговых нагрузках в различных регионах, а также в «Директивах по озеленению кровель» Исследовательского общества развития сельского хозяйства и ландшафтного строительства.
В зависимости от выбранного продукта или системы вес кровли может варьироваться, и при возникновении сомнений для каждого отдельного объекта по согласованию с производителем необходимо проводить индивидуальные расчеты.

Василий Владимирович Ткачев, директор по продажам направления «ТЕХНОПЛЕКС» компании «ТехноНИКОЛЬ»
Корпорация «ТехноНИКОЛЬ» на сегодняшний день производит полный спектр материалов для обустройства зеленой кровли, однако, согласно нашим данным, не более 0,5 % кровельных конструкций являются зелеными. В подавляющем большинстве случаев кровли такого типа закладываются в проект строительства бизнес-центров класса «А» в Москве. Поскольку в настоящее время региональный строительный рынок активно развивается, можно с уверенностью прогнозировать рост количества зеленых кровель на всей территории РФ.

Вес зеленой кровли зависит от ее конструкции, и в некоторых системах он может быть на удивление низким. При этом в первую очередь следует учитывать вес дренажа, субстрата и вегетационного слоя. Именно на эти три слоя приходится бoльшая часть веса зеленой кровли. Весом защитных, накопительных и фильтрующих материалов в принципе можно пренебречь, однако при устройстве «легкой» кровли им также следует уделять внимание. Кроме того, следует учесть и другие факторы, которые так или иначе влияют на нагрузку, оказываемую зеленой кровлей: в частности, количество воды, которая застаивается в дренажном слое, использование плит для передвижения по террасам, точечные нагрузки в местах расположения больших клумб, деревьев, примыканий к парапетам и таким сооружениям, как перголы, резервуары для воды и т.д.

В зависимости от веса «зеленой» кровли выбирается та или иная разновидность подконструкции, в частности теплоизоляция и гидроизоляция (которые при необходимости должны выдерживать требуемое давление). При устройстве «легкой» зеленой кровли необходимо проследить за тем, чтобы не была превышена максимально допустимая нагрузка, например при временном хранении на крыше строительных материалов. В зависимости от вегетационной цели следует выбрать конкретное строение зеленой кровли, что позволит вычислить значение максимальной нагрузки, оказываемой кровлей. Или же наоборот, выбор варианта озеленения кровли может зависеть от максимально допустимой нагрузки на конструкцию кровли.

Спрос на «легкие» зеленые кровли наиболее высок при их планировании и устройстве на крышах промышленных объектов с большими пролетами. Производители предлагают для таких объектов различные решения. Так, к примеру, существует системное решение под названием «Легкая кровля» (Leichtdach), которая весит всего лишь около 50 кг/м2 (0,50 кН/м2), даже когда она полностью пропитана водой. Она представляет собой простой вариант экстенсивного озеленения с использованием различных разновидностей мха и растения седум. Эта долговечная система, устраиваемая на кровлях с небольшим уклоном, состоит из защитного капиллярного волокна, слоя легкого субстрата толщиной 3 см и вегетационного мата. Суммарная высота слоев равна примерно 5 см. Специально для системы «Легкая кровля» был разработан субстрат, благодаря которому можно было отказаться от использования ненатуральных и подверженных сжатию вспененных или минеральных утеплителей. «Легкий» субстрат соответствует требованиям «Директив по озеленению кровель». По сравнению с другими субстратами, состоящими из одного слоя, он вбирает в себя примерно в два раза больше воды.

Другое предлагаемое решение – системное решение «Экономная кровля» (Spardach). В данной конструкции субстрат весит всего 830 кг/м2, так как его образуют легкие компоненты. Слой субстрата толщиной 1 см вбирает в себя примерно 4 л воды. Система могла бы быть легче только в том случае, если бы решено было совсем отказаться от использования субстрата, что, однако, не рекомендуется делать в связи с особенностями вегетационной техники. Использовать легкий вариант системы можно только по проклеенной или закрепленной механически гидроизоляции и ни в коем случае по просто уложенной гидроизоляции или на инверсионных кровлях. В последних двух случаях балласт, роль которого играет зеленая кровля, недостаточен для защиты от подсоса ветра.
Системное решение «Легкая кровля» защищено от выдувания ветром благодаря использованию вегетационных матов. Как правило, для того чтобы избежать застоя воды, требуется минимальный уклон, равный 2 %. В такой конструкции зеленой кровли застаивающаяся влага может привести к гибели растений (и даже озеленение с использованием мха и растения седум сохранить бы не удалось), равно как и малый вес, который стал бы значительно больше вследствие застоя воды и большого количества растений. При выборе легкого варианта озеленения следует помнить о том, что стоимость его устройства выше, кроме того, он требует большего ухода и подкормки питательными веществами.

Юрий Николаевич Орлов, начальник технического отдела компании Primaplex
Зеленые кровли востребованы в нашей стране в той степени, в какой к ним подготовлены заказчик, проектировщик, ландшафтный дизайнер, кровельный подрядчик. На сегодня спрос для такого мегаполиса, как Москва, невелик. Что касается материалов, участвующих в структуре зеленых кровель (гидроизоляции, теплоизоляции, материалов для дренажа и прочих), то они в достатке представлены на рынке.
Думаю, развитие данного архитектурного направления возможно только в крупных городах, где высокие ставки на аренду земли заставят владельцев зданий выбираться на крыши в поисках дополнительных площадей для жизни, в частности, для пешеходных зон и озеленения. Однако, вряд ли этот процесс станет массовым.
Тормозят развитие этого направления архитектуры: техническая сложность, высокая стоимость структуры зеленой кровли, необходимость ежедневного ухода. Кроме этого, я бы назвал следующие факторы:
• Отсутствие знаний в этой специфической области среди проектировщиков, подрядчиков, эксплуатирующих структур, клиентов.
• Суровый климат, когда зелеными кровлями можно любоваться не более 5 месяцев в году.
• Отсутствие традиций в области эксплуатируемых кровель.
И еще – недостаток «зеленого» менталитета у российского потребителя.

Эту систему следует больше подкармливать удобрениями, чем, к примеру, имеющую немного больший вес систему «Экономная кровля».
Система «Экономная кровля» в пропитанном водой состоянии весит примерно 80–100 кг/м2 (0,8–1,0 кН/м2), т.е. столько же, сколько слой щебня толщиной 5 см. Это означает, что если заказчик планирует использовать защитный слой из щебня, то он без проведения каких-либо дополнительных расчетов может выбрать системное решение «Экономная кровля». Это системное решение предусматривает устройство одного слоя субстрата. Вегетативной формой для этого вида экстенсивного озеленения высотой примерно 8 см является не нуждающаяся в особом уходе смесь из мха и растения седум.

Зеленая кровля становится нагрузкой лишь тогда, когда речь заходит о полезных поверхностях, т.е. используемых для передвижения по ним пешком. Так, система интенсивного озеленения, устроенная по принципу системного решения «Сад на кровле» (Gartendach), в зависимости от высоты весит примерно 320 кг/м2 (3 кН/м2) и более. Увеличению веса системы также может способствовать возможный застой воды в дренажном слое из сыпучего материала.

Стекло и цветы
Термальный курорт в городке Бад Вёрисгофен – наглядный пример устройства современных зеленых кровель. Главное здание курорта состоит из двух корпусов: в первом располагается непосредственно сам термальный бассейн, во втором – спорткомплекс для семейного отдыха.
Крыша бассейна представляет собой светопрозрачную конструкцию из стекла и стали, и в пасмурную погоду позволяет хорошо освещать всю площадь термального источника. Летом, в теплую погоду, стеклянный купол может отодвигаться по рельсам, и таким образом открывать пространство площадью более 2500 м2. Это позволяет посетителям бассейна плавать под открытым небом, в то же время при высоких температурах обеспечивает оптимальную вентиляцию пространства над термальным источником.
Ходовой рельс из нержавеющей стали передвигается по несущей двутавровой балке. Он простирается за границу конструкции из стали и стекла и доходит до традиционной кровли, выполненной с использованием трапециевидных профилей на стальной несущей конструкции, на которые были уложены «традиционные» слои паро-, тепло- и гидроизоляции.
Если термальный источник венчает стеклянный купол, то кровля спорткомплекса примечательна своим экстенсивным озеленением. При возведении кровли над стальной несущей конструкцией были уложены трапециевидные стальные листы, а на них – пароизоляция на основе полиэтиленовой пленки, минеральный утеплитель и гидроизоляционная мембрана, усиленная слоем стекловолокна.
Зеленую кровлю было решено устроить, несмотря на то, что на отдельных участках кровли достаточно большие углы наклона, равные 4,69°, 6,87° и 11,16°, поэтому дополнительно на поверхности крыши были смонтированы проходящие под углом барьеры, которые должны предотвращать соскальзывание «зеленого ковра». Это также позволило быстрее отводить излишки воды в водосточный желоб, расположенный у края крыши, и таким образом предотвращать полное вымывание слоя субстрата.

В случае интенсивного озеленения особое внимание следует обращать на точечные нагрузки. На эксплуатируемых кровлях кроме строения слоев (твердотельный дренаж, балластировочный несущий слой, подстилающий слой и дорожное покрытие), вес которых равен примерно 700 кг/м2 (7 кН/м2), также следует учесть предполагаемую транспортную нагрузку.
Для того чтобы добиться поставленной вегетационной цели, можно лишь в узких рамках уменьшить толщину слоев, а следовательно, и нагрузку на крышу. С одной стороны, существует возможность использования легких вегетационных субстратов, причем не рекомендуется использовать керамзит. С другой стороны, вместо дренажа, устраиваемого с помощью насыпных материалов, можно выбрать более легкие твердотельные варианты дренажа. При этом важно, чтобы в тонкослойных системах не застаивалась вода, для чего следует соблюдать минимально рекомендуемое значение уклона.

Алексей Ибрагимович Булыгин, генеральный директор ООО «Эко»
Как правило, для того чтобы избежать застоя воды, требуется минимальный уклон, равный 2 %. Это очень маленький уклон, желательно делать уклон не менее 3–5 %.
Мох будет хорошо расти только во влажной среде, а для кровли это не очень хорошо, так как скопление воды на ней изначально не правильно, к тому же во мху отлично себя чувствуют комары и, ко всему прочему, при длительной засушливой погоде мох засыхает и погибает, что серьезно понижает пожаробезопасность кровли, так как сухой мох возгорается «как порох».
В России знания об озеленении кровель пока очень скудные и, по нашему опыту, даже серьезные архитектурные бюро совершенно не разбираются в данном вопросе, а знания носят поверхностный характер. Мы постоянно с этим боремся. В настоящий момент, говоря об озеленении кровель, целесообразно вести речь о двух изначально принципиально разных видах озеленения – экстенсивном и интенсивном. Немецкое понятие «Экономная кровля» (Spardach) весьма относителен. Любая кровля, которую предполагается озеленять, требует детальной проработки, разработки узлов именно для конкретной кровли, подбор материалов и растений и т.д., хотя принципы используются одни и те же.
Что касается нагрузок, то целесообразно говорить о нагрузках на конструкцию здания в целом, так как простейшая многопустотная плита перекрытия типа ПНО выдерживает нагрузку 800 кг/см2, поэтому разрабатывая проект с озеленяемой кровлей необходимо рассчитать нагрузки не только на несущие элементы кровли, но и на стены, и особое внимание следует обратить на расчетные нагрузки фундамента и его тип, потому как вся красота держится именно на фундаменте.

Кроме того, нужно соблюдать и минимальные значения веса. По крайней мере, в трех случаях сухой вес зеленой кровли играет более важную роль:
• в инверсионных кровлях;
• при укладке гидроизоляции без балласта и фиксации;
• при использовании систем, предотвращающих падение с крыши, зафиксированных с помощью балласта.

Вячеслав Владимирович Зайцев, технический консультант компании Sita Bauelemente GmbH
На сегодняшний день зеленые кровли в России не востребованы в том объеме, как хотелось бы. Связано это главным образом с двумя причинами: особенностями российского климата и дороговизной таких конструкций. Российская зима не способствует высаживанию растений на крыше, кровельный «пирог» промерзает, растения вымирают. Впоследствии это потребует дополнительных трудовых и финансовых затрат на восстановление.
Зеленая кровля – сложная конструкция, требующая использования высококачественных тепло- и гидроизоляционных материалов. Монтаж зеленой кровли требует особых знаний и навыков. Поэтому одной из причин при возведении таких кровель становится отсутствие знаний, опыта проектирования и работы с зелеными кровлями, нехватка квалифицированных рабочих. Большую сложность представляет и система обслуживания кровель, которым требуется постоянный уход и полив. Тот небольшой спрос на кровли, который наблюдается сегодня, относится в основном к частным застройкам.

Алексей Валерьевич Смирнов, генеральный директор компании Teplex
В настоящее время данный вид кровель недостаточно востребован в силу нескольких причин: а) дороговизна конструкции; б) большой вес данной конструкции; в) специфика российского климата, не позволяющая использовать зеленую кровлю круглый год. К ним также можно добавить невысокую квалификацию рабочих на стройках, в то время как инверсионные кровли достаточно сложны в производстве и требуют определенных навыков и умений. В условиях плотной застройки крупных городов данный вид архитектуры имеет неплохие перспективы развития. По нашему мнению, спрос на зеленые кровли будет возрастать, наравне с развитием рынка современных строительных материалов, необходимых для их возведения. Однако в ближайшие 10–15 лет не стоит ожидать массового характера развития данного направления.

Михаил Тельманович Яборов, ведущий специалист, компания «ТемпСтройСистема»
Наша организация занимается гидроизоляцией озеленяемых и эксплуатируемых кровель более 10 лет. К этому сегменту мы относим также гидроизоляцию подземных сооружений, т.е. кровель, находящихся на уровне земли. Самая ответственная часть проектного решения – несущая способность конструкции, гидроизоляционная и дренажная системы. В целом наши заказчики более склонны делать эксплуатируемые площадки, а растения размещают в кадках.
Серьезных запросов на озеленение мы не наблюдаем, возможно, по причине неблагоприятных климатических условий в средней полосе России: риск полного промерзания и перегрева грунта на кровле весьма высок. Эксплуатируемые кровли мы считаем очень перспективным архитектурными решением, функциональным и экономичным.

В этих случаях и не содержащая воду зеленая кровля должна иметь минимально рекомендуемый вес, необходимый для того, чтобы защитить гидроизоляцию и теплоизоляцию от подсоса ветра и удержать на месте при срабатывании систему, предотвращающую падение с крыши человека. При защите от подсоса ветра следует обращать внимание на то, чтобы крыша в зависимости от выбранных конструктивных строительных элементов, высоты здания и ветровой зоны, была разделена на различные части (угловые, боковые и средние), каждую из которых следует закрепить надлежащим образом. Требования могут быть примерно следующими: 225 кг/м2 – в угловых, 130 кг/м2 – в боковых и 45 кг/м2 – в средних частях, не все из которых должны быть закрыты экстенсивной кровлей. Чаще всего среднюю часть можно защитить с помощью сухого экстенсивного озеленения, а для угловых и боковых частей следует предусмотреть балласт, например щебень или плиты. Существует правило, согласно которому сухая озелененная кровля должна весить примерно 60–70 % от веса кровли, насыщенной водой.

Андрей Искандерович Бек-Булатов, руководитель технического отдела компании «ПЕНОПЛЭКС»
В настоящее время в России накоплен довольно большой опыт по строительству зеленых кровель. Основной опыт применения приходится на крупные города. В Москве ОАО «Моспроект» разработал, а в 2000 г. «Москомархитектура» приняла и ввела в действие Рекомендации по проектированию озеленения и благоустройства крыш жилых и общественных зданий и других искусственных оснований.
В настоящих Рекомендациях дан краткий обзор перспектив и преимуществ озелененных кровель, а также приведены особенности их эксплуатации, связанные со сложностью и дороговизной ремонта и т.д. Это делает необходимым применять только высококачественные гидроизоляционные и теплоизоляционные материалы, а работы должны производить только специализированные кровельные фирмы.
Большое внимание необходимо уделять растительному слою, а именно стойкости зеленых насаждений к отрицательным температурным воздействиям в зимнее время и организации принудительного орошения в теплое время года.
Многие из этих проблем решаются автоматически при применении данных видов кровель в южных регионах России, в центральных регионах этой проблеме следует уделять больше внимания.

При фиксации систем, предотвращающих падение человека с крыши, решающим является не только соблюдение минимального веса, но и состояние отдельных слоев кровли. Особенно важны свойства слоя, расположенного непосредственно над системой, предотвращающей падение человека с крыши. Во время проведения освидетельствования материалы, которым свойственно небольшое сопротивление (к примеру, дренажный слой из насыпных материалов круглой формы), были признаны неподходящими для фиксации этих систем.

Юлия Анатольевна Баранникова, начальник информационно-аналитического отдела Института экологии города
Тема крышного озеленения в российском градостроительстве достаточно новая, хотя отдельные примеры озеленения кровель в Москве уже есть. К тому же в связи с сокращением площадей озелененных территорий в столице возможно в ближайшем будущем вертикальное озеленение и озеленение крыш станут приоритетными направлениями. В вертикальном и крышном озеленении возможно использование различных видов фитонцидных растений, воздействие свойств которых благоприятно отразится на экологическом состоянии городской среды.
Среди основных препятствий к устройству зеленых кровель следует выделить следующие.
Во-первых, это достаточно дорогостоящий вид озеленения и благоустройства, требующий точных технических расчетов и решений, а также дорогостоящих строительных материалов.
Во-вторых, этот вид озеленения требует постоянного ухода и повышенного внимания. Важно на начальной стадии проектирования определить, на кого ложиться груз ответственности при эксплуатации данного объекта. Вертикальное и крышное озеленение закрепляется за конкретным строительным объектом, что упрощает организацию последующей эксплуатации и ухода за зелеными насаждениями. Эксплуатация элементов вертикального озеленения финансируется за средства владельца озеленяемого объекта. Зарубежный опыт эксплуатации такого рода объектов дает положительный результат, учитывая государственный контроль в области исполнения и содержания.
В-третьих, при отсутствии высокой культуры пользователей этих объектов также могут возникнуть определенные сложности.

Поэтому во многих допусках к эксплуатации указывается не минимальный вес, а конкретное, проверенное и разрешенное к использованию строение зеленой кровли. Зеленая кровля не будет в тягость, если уже на ранней стадии проектирования будут учтены дополнительные нагрузки. Эти нагрузки ни в коем случае не должны быть выше, чем нагрузки, оказываемые на щебневую кровлю.

Материалы и фотографии предоставлены:
• Журнал Dachbau Magazin (Германия)
• «ТехноНИКОЛЬ»
• «Primaplex»
• «Эко»
• Sita Bauelemente GmbH
• Teplex
• «ТемпСтройСистема»
• «ПЕНОПЛЭКС»
• Институт экологии города