Крыша с растительностью в субтропическом климате

Крыша с растительным покровом для субтропического климата ( крыша SCV ) — это тип практики зеленого строительства , в котором используется засаженный почвенный материал, установленный над водонепроницаемым настилом крыши для получения экологических преимуществ и решения проблем устойчивости , аналогично традиционным зеленым крышам , расположенным на севере континентальной части Соединенных Штатов. Почвенные среды, растительные палитры и системы зеленых крыш, которые могут адаптироваться к неблагоприятным погодным условиям и физическим характеристикам влажных субтропических регионов США, используются при строительстве и проектировании крыш с растительностью в субтропическом климате.

Зеленые крыши используются по разным причинам, в том числе: городской оазис , смягчение последствий ливневых вод, сокращение выбросов углекислого газа , энергосбережение , эстетика и терапевтическая ценность в зависимости от географического положения и предполагаемых конкретных целей проекта. ^{[ 1 ]} Большая часть текущих исследований зеленых крыш относится к северным частям континентальной части Соединенных Штатов, тогда как во влажных субтропических регионах было проведено очень ограниченное количество исследований. ^{[ 2 ]}

Хотя существуют схожие характеристики и принципы, между этими двумя типами экологически чистых кровельных систем есть несколько различий. Эти различия сопоставимы с различиями, обнаруженными между регионами Соединенных Штатов в традиционном ландшафтном дизайне и садоводстве, или с различиями, обнаруженными в формах ландшафтного дизайна. Виды растений и методы озеленения, используемые в северных частях Соединенных Штатов, не подходят для влажных субтропических регионов Соединенных Штатов из-за экстремальных температур и дождей. Это объясняет наиболее значительную разницу между зеленой крышей на севере США и крышей с растительностью в субтропическом климате (крыша SCV).

Крыша с растительным покровом для субтропического климата, хорошо спроектированная с учетом климата конкретных географических мест, может снизить температуру поверхности крыши на целых 38° и в зависимости от количества явлений удерживать до 88% осадков. ^{[ 2 ]} Неправильно спроектированная растительность для субтропического климата (крыша SCV) с использованием неправильных почвенных материалов и видов растений может потерпеть неудачу, не достигнув намеченных целей. ^{[ 2 ]} Этот метод кровли также способствует развитию зеленой экономики , политике в области экологически чистых энергетических технологий и имеет право на федеральные и местные налоговые льготы, установленные правительством Соединенных Штатов.

Технология и терминология

По сравнению с другими частями Соединенных Штатов, количество крыш с растительностью в настоящее время на юго-востоке значительно меньше. Крыши с растительностью во влажных субтропических регионах основаны на той же основной терминологии зеленых крыш, которая используется во всем мире и в других частях Соединенных Штатов. Экстенсивный, интенсивный, почвенный материал, балласт, фильтрующая ткань, дренажный слой, водонепроницаемая мембрана — вот некоторые из основных терминов компонентов зеленой крыши, связанных с крышами SCV. ^{[ 3 ]}

Региональные термины, палитра растений и технологии формируются для адаптации к последним инновациям и растущей популярности зеленых крыш во влажных субтропических регионах Соединенных Штатов. Все формы зеленых крыш способны удерживать ливневые воды на поверхности крыши и снижать тепловую нагрузку на здания. Из-за высоких температур, продолжительной жары и чрезмерного количества осадков влажные субтропические регионы США получают наибольшие экологические преимущества, обеспечиваемые крышами SCV, а именно: уменьшение поступления дождевой воды в системы удержания ливневых вод во время дождя и повышение энергоэффективности в здания. ^{[ 2 ]} SCV и зеленые крыши повышают энергоэффективность зданий за счет стабилизации температуры поверхности крыши. В других регионах Соединенных Штатов наибольшие экологические преимущества конструкции зеленой крыши могут различаться в зависимости от типа климата, в котором находится этот район.

Последние достижения в области почвоведения и пластиковых технологий позволяют крышам с растительным покровом адаптироваться к различным местам во влажном субтропическом регионе Соединенных Штатов. и емкость почвенной среды Влажность можно регулировать с помощью элементов почвы, которые адаптируются к климату каждого конкретного географического местоположения и потребностям клиента. Количество удерживаемой влаги зависит от максимальной влагоудерживающей способности, проницаемости и глубины почвенного слоя. ^{[ 4 ]} Пластики высокой плотности позволяют кровельным системам SCV противостоять погодным условиям и адаптироваться к различным типам зданий в регионе.

В соответствии с отраслевыми стандартами зеленых крыш, экстенсивные зеленые крыши имеют глубину грунта менее 6 дюймов, а интенсивные зеленые крыши имеют глубину грунта более 6 дюймов. ^{[ 5 ]} Большинство крыш SCV глубиной более 6 дюймов дороги и встречаются в высотных жилых постройках, часто содержащих бассейны и другие удобства.

Крыши SCV требуют уникальной смеси почвенных материалов, чтобы адаптироваться к суровым погодным условиям и физическим характеристикам юга Соединенных Штатов. Вспученный грунт и глина обычно используются для формирования основы и составляют до 90% некоторых почвенных смесей, используемых на всей территории Соединенных Штатов. Перлит , вермикулит , зола, крошка шин, песок, торфяной мох и переработанная растительность — вот некоторые из других элементов, используемых в разработке почвенных сред. Альбедо и скорость теплопередачи являются ключевыми переменными, которые следует учитывать при проектировании крыши SCV, и они не оказывают существенного влияния на зеленые крыши на севере континентальной части США.

На современном рынке доступны три основные системы SCV и зеленой крыши: сборная, модульная и матовая. Эти системы различаются от производителя к производителю и состоят из различных материалов, таких как пенопласт , пластик высокой плотности и ткани. Многие из систем имеют географические ограничения и неэффективны во влажных субтропических регионах в зависимости от назначения системы и используемых материалов.

Застроенный

Многослойные системы, содержащие следующие функциональные слои: корневой барьер , защитный слой, дренажный слой, фильтрующий слой, питательная среда и уровень растений. ^{[ 6 ]}

Модульные системы

Автономные блоки, обычно квадратной формы, которым для функционирования зеленой крыши требуется только почвенная среда и растительный слой. Эти системы легко устанавливаются и демонтируются. Некоторые модульные системы предварительно выращиваются в питомниках по спецификациям клиента, образуя мгновенный растительный слой. ^{[ 6 ]}

Матовые системы

Однослойные системы этого типа дренируются многослойным тканевым матом, называемым «дренажным матом», который сочетает в себе функции разделения почвы, дренажа и защиты. Текущие исследования показывают, что глубина грунта, материал и количество слоев влияют на успех индивидуальной зеленой крыши или крыши SCV. ^{[ 6 ]}

Подходящие поддоны для растений

Подходящие виды растений для крыш SCV обладают следующими характеристиками: засухоустойчивость, минимальная корневая структура, минимальная высота, способность образовывать вегетативный коврик, не рыхлость, жароустойчивость, морозоустойчивость , способность адаптироваться к нетрадиционному почвенные среды. Виды растений, которые имеют обширную корневую систему и имеют тенденцию быть длинными, могут пробить гидроизоляционные элементы или прорасти в нежелательные участки, вызывая появление плесени и грибка . Растения, чувствительные к воде, высоким питательным веществам и тени , не подходят для крыш SCV, их следует избегать, поскольку они могут привести к дорогостоящим поломкам.

Некоторые из наиболее успешных видов кровельных растений SCV относятся к семействам Crassulaceae и Aizoaceae , которые являются растениями CAM. Растение, которое использует метаболизм крассулацовых кислот (САМ) в качестве адаптации к засушливым условиям. ^{[ 7 ]} CO _{2 ,} попадающий в устьица ночью, превращается в органические кислоты , которые выделяют [[CO ₂ ]] для цикла Кальвина в течение дня, когда устьица закрыты. ^{[ 8 ]} Растения CAM часто демонстрируют ксерофитные признаки, такие как толстые редуцированные листья с низким соотношением площади поверхности к объему, толстая кутикула и устьица, погруженные в ямки. ^{[ 8 ]}

Зеленые крыши на севере континентальной части США основаны на очитках семейства толстянковых. Большинство сортов седумов не подходят для влажного субтропического климата и испытывают проблемы с корневой гнилью и болезнями из-за высоких температур и уровня влажности. Однако два сорта седума, «Лимонный коралл» и «Флорида дружелюбное золото», в настоящее время ^{[ когда? ]} исследуются в Университете Флориды и, по-видимому, адаптируются к влажному субтропическому климату Гейнсвилля, Флорида .

Пример палитры установок для установки на крыше SCV

Общее имя	Научное название	Сорт	Семья	Рекомендуемый размер	Расстояние	Привычка роста
Очиток	Каменное сиденье	'Лимонный коралл'	толстянковые	4"	18 дюймов	Распространение почвопокровных растений
Ледяной завод	Делосперма Купери	н/д	Айзоевые	4"	24 дюйма	Распространение почвопокровных растений
Гвоздика	Гвоздика Гратианополитанус	«Огненная ведьма»	Кариофилловые	1 галлон	18 дюймов	Комкующееся почвопокровное растение
Баглевид	Аюга Рептанс	«Шоколадный чип»	пластинчатые	1 галлон	18 дюймов	Распространение почвопокровных
Мох Вербена	Тонко нарезанная вербена	н/д	Вербеновые	4"	24 дюйма	Распространение почвопокровных растений

Проблемы

Крыши SCV сталкиваются с множеством проблем из-за неблагоприятных погодных условий на юго-востоке США. Высокий уровень влажности , чрезмерное количество осадков, продолжительная жара, плесень, насекомые, болезни, сорняки, болезни, передающиеся через почву, проблемы с техническим обслуживанием и наклонные крыши — вот основные проблемы, с которыми приходится сталкиваться при проектировании крыши SCV. Высокий уровень влажности, чрезмерное количество осадков, продолжительная жара приводят к ухудшению здоровья растений на установках CAM, которые являются стандартными для проектирования зеленых крыш. Ухудшение здоровья растений вызывает болезни, появление насекомых, корневые гнили и гибель растений.

Заболевания, передающиеся через почву, возникают чаще из-за теплого, дождливого и влажного ритма окружающей среды влажного субтропического региона. ^{[ 9 ]} Крышные установки SCV исследуются и тестируются в нескольких различных университетах на юго-востоке, чтобы избежать сбоя системы и экономических потерь. Плесень и грибок могут образовываться на участках крыши и здания, если не принять во внимание надлежащую вентиляцию, а также являются последствиями высокого уровня влажности и продолжительной жары.

Одной из самых серьезных проблем для крыш SCV могут быть ураганы . Сильный ураганный ветер может вызвать подъем крыш. Сильные ветры могут разрушать питательную среду, в которой растут растения. ^{[ 10 ]} Очистка — это сдувание частиц питательной среды с поверхности покрытой растительностью крыши, тем самым уменьшая объем и вес питательной среды и ее способность балластировать зеленую крышу. ^{[ 11 ]}

Наклонные крыши, распространенные на юго-востоке США, также представляют собой серьезную проблему для крыш SCV. почвенной среды Эрозия и плохая приживаемость растений являются наиболее распространенными проблемами и могут возникнуть на любом угле наклонной крыши, если она не спроектирована должным образом. Эрозионные покрытия и продукты для стабилизации грунта зеленой кровли используются для смягчения воздействия наклонных крыш. Плоские крыши и крыши с низким уклоном представляют собой традиционные скаты крыш, используемые в строительной отрасли на юго-востоке США, и позволяют успешно реализовывать крыши SCV.

Стандартные скаты крыши

Плоские крыши – уклон от 1% до 2%.

Низкий уклон – от 3:12 до 5:12.

Средний уклон — от 6:12 до 9:12.

Высокий склон — с 10:12 до 12:12.

Субтропические регионы США, где могут применяться крыши SCV.

Вот некоторые из штатов, где можно найти влажный субтропический климат:

Климат во многих из этих штатов может варьироваться и быть экстремальным.

Преимущества (рейтинги производительности)

Уменьшает объем ливневых вод (50–85 %) ^{[ 5 ]}
Улучшает качество ливневой воды за счет снижения нагрузки ^{[ 5 ]}
Экономия воды за счет сбора дождевой воды ^{[ 5 ]}
Уменьшает эффект теплового острова ^{[ 5 ]}
Снижает температуру поверхности на 40–50 градусов по Фаренгейту. ^{[ 5 ]}
Экономия энергии может достигать 15–30 %. ^{[ 5 ]}
Снижает уровень шума для жителей здания ^{[ 12 ]}
Увеличивает срок службы кровли и сокращает расходы на обслуживание крыши. ^{[ 5 ]}
Вносит вклад в биоразнообразие и создает среду обитания для птиц и беспозвоночных. ^{[ 12 ]}
Фильтрует частицы загрязняющие воздух ^{[ 12 ]}
Повышенная безопасность при штормах
Разнообразие окрестностей
Эстетическая ценность
Уменьшает потребность в отстойных прудах и канавах.

Затраты

Первоначально крыши с растительным покрытием могут потребовать большого краткосрочного капитала, но долгосрочная экономия на энергии и обслуживании перевешивает их. Даже Совет по экологическому строительству США и некоторые новые достижения в области зеленых крыш предполагают, что зеленые здания не обязательно должны стоить дороже, чем обычные.

Успешные примеры

Название проекта: Демонстрация зеленой крыши заповедника Shadow Wood Preserve

Местоположение: Ft. Майерс, Флорида, США
Размер: 2400 кв. футов. ^{[ 5 ]}

Название проекта: Строительная площадка Чарльза Р. Перри, Университет Флориды.

Местоположение: Гейнсвилл, Флорида, США
Размер: 2600 кв. футов. ^{[ 5 ]}

Название проекта: Расширение студенческого союза Университета Центральной Флориды (UCF)

Местоположение: Орландо, Флорида, США
Размер: 1600 кв. футов ^{[ 5 ]}

Ссылки

^ «Общественные блага» . 29 мая 2020 года. Архивировано из оригинала 8 июня 2018 года . Проверено 25 ноября 2010 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д «Соединение за пределами кампуса» (PDF) . Библиотеки Университета Флориды . Проверено 18 октября 2014 г. ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
^ «Технология растительности» . 29 мая 2020 года. Архивировано из оригинала 11 октября 2018 года . Проверено 19 ноября 2010 г.
^ «Подключение за пределами кампуса — библиотеки UF» . emeraldinsight.com.lp.hscl.ufl.edu . Проверено 18 октября 2014 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к «Зеленые крыши/Эко-крыши» (PDF) . Университет Флориды. 22 декабря 2008 года . Проверено 18 октября 2014 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Технология вегетации
^ «Завод САМ» . 30 августа 2020 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б САМ завод
^ Парметр, младший; Парметр. Rhizoctonia Solani, Биология и патология . Издательство Калифорнийского университета. ISBN 9780520014978 .
^ «Проблемы поднятия ветром зеленой крыши» .
^ Проблемы с подъемом ветра на зеленой крыше
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Общественные блага

Внешние ссылки

«Соединение за пределами кампуса» (PDF) . Библиотеки Университета Флориды . Проверено 18 октября 2014 г. ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
«Подключение за пределами кампуса — библиотеки UF» . emeraldinsight.com.lp.hscl.ufl.edu . Проверено 18 октября 2014 г.
«Зеленые кровельные растения • Информация о зеленых крышах • IGRA» . игра-world.com. Архивировано из оригинала 11 октября 2018 г. Проверено 18 октября 2014 г.
«Общественные блага • Информация о зеленых крышах • IGRA» . игра-world.com. Архивировано из оригинала 8 июня 2018 г. Проверено 18 октября 2014 г.
«Завод CAM — определение с сайта Biology-Online.org» . biology-online.org . Проверено 18 октября 2014 г.
https://books.google.com.lp.hscl.ufl.edu/books?hl=en&lr=&id=KNktsuZMtboC&oi=fnd&pg=PA125&dq=soil+diseases+humid+subtropical+regions&ots=RVN_l-UXUA&sig=MUA4wZo4IVPddW6FS8KcNbyqwUA#v=onepage&q=warm%2C%20rainy&f=false
«Зеленые крыши/Эко-крыши» (PDF) . Университет Флориды. 22 декабря 2008 года . Проверено 18 октября 2014 г.
«Зеленые крыши меняют температуру в городских джунглях — USATODAY.com» . usatoday.com . Проверено 18 октября 2014 г.
http://www.epa.gov/region08/greenroof/pdf/green%20roof.pdf
«Информационный портал Reach» . Архивировано из оригинала 15 июля 2011 г. Проверено 18 октября 2014 г.
«Зеленые крыши – системы с дренажными матами» . Conservationtechnology.com . Проверено 18 октября 2014 г.

[1] «Общественные блага» . 29 мая 2020 года. Архивировано из оригинала 8 июня 2018 года . Проверено 25 ноября 2010 г.

[ufl-2] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д «Соединение за пределами кампуса» (PDF) . Библиотеки Университета Флориды . Проверено 18 октября 2014 г. ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}

[3] «Технология растительности» . 29 мая 2020 года. Архивировано из оригинала 11 октября 2018 года . Проверено 19 ноября 2010 г.

[ufl2-4] «Подключение за пределами кампуса — библиотеки UF» . emeraldinsight.com.lp.hscl.ufl.edu . Проверено 18 октября 2014 г.

[ufl3-5] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к «Зеленые крыши/Эко-крыши» (PDF) . Университет Флориды. 22 декабря 2008 года . Проверено 18 октября 2014 г.

[Vegetation_technology-6] Перейти обратно: ^а ^б ^с Технология вегетации

[7] «Завод САМ» . 30 августа 2020 г.

[CAM_plant-8] Перейти обратно: ^а ^б САМ завод

[9] Парметр, младший; Парметр. Rhizoctonia Solani, Биология и патология . Издательство Калифорнийского университета. ISBN 9780520014978 .

[10] «Проблемы поднятия ветром зеленой крыши» .

[Green_Roof_Wind_Uplift_Challenges-11] Проблемы с подъемом ветра на зеленой крыше

[Public_Benefits-12] Перейти обратно: ^а ^б ^с Общественные блага

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]