Dachy porośnięte roślinnością nie mają w Polsce zbyt długiej tradycji, toteż często są uważane za pewnego rodzaju ekstrawagancję kojarzoną z jednej strony ze zbędnym luksusem z drugiej zaś strony ze źródłem wilgoci i pleśni niszczącej konstrukcję dachową. W rzeczywistości zielony dach nie tylko zdobi budynek, ale jeśli zostanie prawidłowo wykonany, przynosi praktyczne korzyści.
Zielone dachy, czyli ogrody na dachach konstruowano głównie w celach rekreacyjno-estetycznych już w VI w. p.n.e. w Babilonii i w krajach basenu Morza Śródziemnego. Znaczenie utylitarne zyskały w Skandynawii, gdzie stosowane były jako naturalna ochrona przed niską temperaturą. Dachy trawiaste zakładano również w XIX wieku w Niemczech i na Śląsku ze względów przeciwpożarowych.
Rozwój współczesnych konstrukcji zielonych dachów przypada na lata dwudzieste XX w. i wiąże się z nowymi trendami architektonicznymi zapoczątkowanymi przez architekta francuskiego Le Corbusiera. Ten znany architekt ubiegłego stulecia uważał ogrody na dachach za podstawową formę zbliżenia człowieka z naturą i budowę ich umieścił na czołowym miejscu w swoim programie nowej architektury.
Dobry pomysł czyli zyski
Obecny rozwój zielonych dachów podyktowany jest głównie względami ekologicznymi i ekonomicznymi. W miastach zielone dachy przejmują część funkcji terenów zielonych, pochłaniając dwutlenek węgla i wydzielając tlen. Zatrzymują również kurz i inne zanieczyszczenia. Magazynują wodę opadową, przez co odciążają sieć kanalizacyjną oraz nawilżają powietrze. Dachy zielone są również znakomitym pochłaniaczem hałasu i często spełniają również funkcje rekreacyjne.
Dachy zielone dają również wiele korzyści praktycznych, które zdecydowanie poprawiają ekonomię użytkowania budynku. Posiadają znakomite własności termoizolacyjne, które korzystnie wpływają na mikroklimat wewnątrz budynku; latem przeciwdziałają przegrzaniu a zimą chronią przed utratą ciepła. Oszczędność energii grzewczej w porównaniu z dachami konwencjonalnymi wynosi od 10% do 30%.
Warstwa roślin zmniejsza nagrzewanie się dachu w czasie upałów, a tym samym znacznie zmniejsza różnice temperatury, które na dachach zielonych wynoszą ok. 30oC w skali rocznej, a na dachach konwencjonalnych dochodzą nawet do 100oC. Stanowi też ochronę przed bezpośrednim oddziaływaniem promieni ultrafioletowych. Czynniki te powodują dwukrotny wzrost trwałości dachu w stosunku do rozwiązań konwencjonalnych.
Jaka jest ich konstrukcja?
Dachy zielone mogą mieć bardzo zróżnicowaną konstrukcję, zależną od przewidywanych obciążeń i rodzaju użytkowania. Spotyka się dachy, które mają charakter ogrodów i spełniają funkcje rekreacyjne. Konstrukcja tych dachów zdolna jest przenieść bardzo duże obciążenia i jest dość kosztowna. W większości przypadków spotyka się jednak dachy z cienką warstwą substratu glebowego, która wraz z roślinnością powoduje stosunkowo niewielkie obciążenie konstrukcji dachu. Takie dachy są znacznie tańsze i łatwiejsze do skonstruowania.
Istnieją dwa warianty zazielenienia dachu: intensywny i ekstensywny. Oba warianty różnią się rodzajem szaty roślinnej i dają inne obciążenia konstrukcji dachowej. W wariancie ekstensywnym na dachu sadzi się rośliny o niewielkich wymaganiach pielęgnacyjnych takie jak trawa, mech, rozchodniki i niskie krzewy. W wariancie intensywnym, podobnie jak w ogrodzie, zakłada się trawniki, sadzi krzewy i drzewa a nawet zakłada oczka wodne. Taki ogród na dachu wymaga regularnej pielęgnacji polegającej na podlewaniu, przycinaniu, pieleniu i czyszczeniu.
Zielony dach niezależnie od wariantów zazieleniania ma zazwyczaj konstrukcję wielowar-stwową, chociaż spotyka się również dachy zielone o konstrukcji jednowarstwowej. Najstarszym sposobem zazieleniania dachów w systemie jednowarstwowym jest układanie darni bezpośrednio na odpowiednio wykonanym uszczelnieniu. Są to jednak rozwiązania rzadko stosowane.
Wielowarstwowy dach odwrócony
Obecnie zielone dachy powstają w wielowarstwowej technologii dachu odwróconego. W koncepcji tej pokrycie znajduje się bezpośrednio na płycie nośnej pod ociepleniem, a nie jak w przypadku dachu tradycyjnego – nad nim. Eliminuje to konieczność wykonania paroizolacji, która w rozwiązaniu tradycyjnym zapobiega skraplaniu się pary wodnej pod pokryciem dachowym.
Do wykonania dachu odwróconego nadają się konstrukcje płaskie, o spadku wynoszącym ok. 2%, a zalecany maksymalny spadek nie powinien przekraczać 20%. Nie zaleca się stosowania technologii dachu odwróconego na płaszczyznach wklęsłych. Ze względu na możliwość zsuwania się warstw podłoża zabezpiecza się je deskami oporowymi, układanymi poprzecznie do kierunku nachylenia połaci.
System wielowarstwowego dachu zielonego składa się z kilku warstw. Pierwszą warstwą patrząc od góry (a ostatnią w kolejności wykonania) jest warstwa roślinno-wegetacyjna. Warstwa wegetacyjna, intensywnie przerośnięta korzeniami stanowi podłoże do rozwoju roślin. Odprowadza nadmiar wody lub magazynuje ją, gdy jest jej za mało oraz gromadzi powietrze i sole mineralne. Warstwy wegetacyjne wykonuje się zwykle z substancji pochodzenia mineralnego, porowatych o niskim ciężarze, dobrze akumulujących wodę takich jak lawa wulkaniczna, pokruszone keramzyty czy mielona cegła, przemieszanych z humusem. Substraty zbyt lekkie mogą być niekorzystne ze względu na możliwość erozji wietrznej. Gleby naturalne, szczególnie drobno-cząsteczkowe są w tej warstwie zupełnie nieprzydatne, a ich zastosowanie powoduje, że podczas długotrwałych opadów warstwa wegetacyjna zamienia się w błoto spływające z dachu, a w przypadku suszy w spękaną skorupę. Warstwy wegetacyjne muszą odpowiadać normom w zakresie zawartości objętościowej substancji mineralnych, składu chemicznego, zawartości substancji organicznych, stabilności strukturalnej, mrozoodporności, stopnia filtracji, kwasowości, zasolenia i innych parametrów niezbędnych do prawidłowego rozwoju roślin. Grubość warstwy wegetacyjnej zależy od grubości systemu korzeniowego sadzonej roślinności. Przykładowo dla mchów i trawy waha się ona w granicach od 6-10 cm, dla bylin 15-25 cm, dla krzewów o wysokości do 80 cm - 15-25 cm a dla krzewów wyższych od 80 cm - 30-50 cm. Dla drzew grubość warstwy ustala się indywidualnie, przy czym należy unikać sadzenia na dachach gatunków ekspansywnych o agresywnym systemie korzeniowym takich jak brzozy, wierzby czy sumaki.
Drugą warstwę stanowi warstwa filtracyjna, która zapobiega zanieczyszczeniu i zamuleniu warstwy drenującej. Wykonuje się ja z różnego rodzaju geowłóknin o odpowiedniej odporności mechanicznej, przepuszczalności i odpowiednich właściwościach filtracyjnych zdefiniowanych przez normy. Geowłukninę rozkłada się luźno, z zakładami 10 cm, na warstwie drenażowej.
Trzecia warstwa, drenażowa, zapewnia odbiór wody z warstwy roślinnej, kierując jej nadmiar do specjalnych odpływów. Warstwę te wykonuje się najczęściej ze żwirów lub grysów o różnej granulacji. Produkowane są również specjalne płyty i maty drenujące z tworzyw sztucznych. Warstwa drenażowa służy nie tylko odprowadzaniu nadmiaru wody z warstwy wegetacyjnej, ale powinna posiadać również pewne właściwości retencyjne. Zaleca się stosowanie warstwy drenażowej na całej powierzchni dachu, również pod chodnikami płytowy-mi lub tarasami. Grubość warstwy drenażowej przyjmuje się zależnie od przyjętego rodzaju zazielenienia i wynosi ona dla zazielenienia ekstensywnego – od 6 - 9 cm a dla zazielenienia intensywnego od 10 - 30 cm.
Kolejna warstwa zabezpiecza pokrycie dachowe przed korzeniami. Stosuje się ją wówczas, gdy hydroizolacja nie jest odporna na przerost korzeni i ich destruktywne działanie. Warstwa ta składa się zazwyczaj z papy bitumicznej z wkładką miedzianą albo folii z tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknami syntetycznymi. Jeśli istnieje możliwość zachodzenia niepożądanych reakcji chemicznych, pomiędzy izolacją bitumiczną a foliami PCV, pomiędzy warstwami izolacji stosuje dodatkową warstwę separującą. Niekiedy wykonuje się również dodatkowe warstwy wyrównawcze, które zapobiegają sklejaniu się użytych materiałów i ograniczają siły ścinające występujące pomiędzy dwiema warstwami.
Kolejną warstwą jest warstwa termoizolacyjna wykonana z płyt twardego styropianu, twardej wełny mineralnej, twardej pianki poliuretanowej lub polistyrenu. Płyty powinny mieć frezowane krawędzie połączeń i posiadać rowki odprowadzające wodę. Na termoizolacji powinna znaleźć się warstwa dyfuzyjna. Nadają się do tego celu wykładziny z tworzywa sztucznego, przepuszczające parę wodną. Warstwa dyfuzyjna chroni również termoizolację przed przedostawaniem się żwiru oraz gromadzeniem brudu w szczelinach na łączeniach płyt.
Ostatnią warstwę stanowi hydroizolacja układana bezpośrednio na masywnym stropie. Powinna być ona oddzielona od stropu papą z posypką piaskową, lub włókniną poliestrową ze względu na możliwość zmiany wymiarów pod wpływem temperatury. Wykonuje się ją z materiału o wysokiej wodoodporności, i odporności na ściskanie, działanie środków chemicznych pleśni i grzybów. Warunki te spełniają na ogół papy bitumicznej i kauczukowe oraz specjalne folie izolacyjne.
Trochę o eksploatacji...
Eksploatując zielony dach należy pamiętać o konieczności utrzymania właściwej wilgotności podłoża roślinnego, zwłaszcza, że powierzchnia dachu jest bardzo narażona na wysuszenie z powodu działania wiatru i słońca. Ponadto należy przynajmniej dwa razy w roku przeczyścić odpływy dachowe, aby nadmiar wody był bez przeszkód usuwany z dachu. Dwa razy w roku trzeba też nawozić substrat glebowy odpowiednimi nawozami i od czasu do czasu przeprowadzić pielenie ogrodu.
... i nielicznych wadach
Oprócz niewątpliwych zalet zielone dachy mają też swoje wady. Należy jednak podkreślić, że niektóre z nich można wyeliminować, jeżeli poszczególne warstwy ułoży się bardzo starannie z zastosowaniem odpowiednich materiałów. Główną wadą dachów zielonych jest ich ciężar dochodzący niekiedy do 500 kg/m². Wadą jest także możliwość skraplania się pary wodnej w termoizolacji i tworzenie się zastoin wodnych utrudniających dyfuzję pary wodnej na zewnątrz oraz możliwość przebicia izolacji przez korzenie roślin. Niewątpliwą wadą zielonych dachów jest również ich cena. Budowa ogrodu na dachu, w zależności od wyboru wariantu i pochyłości dachu, to wydatek rzędu od 100 do 200 zł za metr kwadratowy. Do tego należy jeszcze doliczyć koszty projektu.