Дерновая крыша: преимущества и результаты тестов

В условиях России битумные кровли в течение года выдерживают перепады температур до 60 С и более. Озеленение крыш сокращает эту амплитуду на 20 градусов. Как показывают исследования специалистов, зелёные дерновые покрытия существенно смягчают температурное воздействие солнца на находящийся под дёрном и субстратом слой битума.

В России очень распространено использование на плоских кровлях рулонного битумного покрытия. Разработаны типы дерновых покрытий на основе лёгкого гумуса, которые можно устанавливать на обычных плоских битумных крышах. Но в России они мало распространены.

Рост интереса к озеленению кровли как разновидности экологического строительства привёл к тому, что на бревенчатых домах все чаще стали появляться дерновые покрытия.

Уже есть примеры создания и тяжеловесных или интенсивных, выдерживающих большую нагрузку в виде садов на крыше. Известны примеры строительства дерновых покрытий на новых общественных зданиях.

Терраса вместо скучной плоской кровли

По всей вероятности, до сих пор в России не проводились исследования, как «работает» «зелёная» крыша и какова её польза. В данной статье приводятся результаты наблюдений за дерновой кровлей с июня 2004 г. по апрель 2005-го.

Дерновая кровля (основа — лёгкий гумус) была построена на стоящем на здании типографии в мае 2003 г. Образовавшуюся таким образом террасу (120 кв. м.) работники типографии используют как для отдыха, так и для проведения разного рода деловых переговоров.

Исследуемое покрытие состоит из следующих слоев: основа из битумного покрытия, дренаж, 8-сантиметровый слой гигроскопичной минеральной ваты, 10-сантиметровый слой субстрата (керамзит, гумус и глина).

В него и высажены растения — очиток, гвоздичные, ремонтантная земляника и многие специально подбираемые для таких крыш виды растений. Вдобавок — некоторые занесённые сюда с земли растения, например, белый клевер.

Одной из главных целей исследования было изменения температуры в разные времена года, или то, как дёрн предохраняет основную кровлю от температурных колебаний.

Для измерения температуры использовалось автоматическое оборудование чешской фирмы Comet System — термографы с набором датчиков. Показания записывались через каждые 15 минут. Датчики располагались в субстрате на глубине 10 см, 5 см и на поверхности — между гранулами керамзита.

Производились также замеры температуры воздуха на высоте 1 м от поверхности крыши. В качестве контрольного объекта была выбрана битумная кровля террасы расположенного неподалёку здания.

Здесь замеры производились на поверхности битумного покрытия и на высоте 1 метра от него. Результаты приведены ниже.

Читайте также:  Факторы разрушающие строительные материалы и защита от них

Прохладно летом и тепло зимой

Замеры в солнечный летний день показывают, что керамзит нагревается и остывает быстрее, чем битумное покрытие обычной крыши (амплитуда 40,1 С). В целом колебания температуры на поверхности крыш обоих типов сходны.

Температура на глубине 10 см на дерновой кровле в послеобеденное время медленно достигала своего максимума и потом начинала падать, но оставалась достаточно высокой ночью (амплитуда 13,8 С).

На глубине 5 см поведение температуры было примерно таким же, но в первой половине дня она здесь была выше, а вечером — ниже. Сходная тенденция наблюдалась и во все остальные дни. В дни с переменной облачностью летом температура в зависимости от того, светило ли солнце, была подвержена резким колебаниям.

Однако на глубине 10 см внутри дерновой крыши эти колебания не ощущались, что свидетельствует о том, насколько надёжно слой субстрата защищает основную кровлю от перепадов температуры. В дождливые дни летом амплитуда составляла до 10 С.

К вечеру ясного осеннего дня во всех точках замера температура опускалась ниже нуля, за исключением слоя под 10-сантиметровым пластом субстрата. Там она держалась возле +1 С.

В облачную погоду осенью температура была примерно одинаковой, но, тем не менее, если на поверхности датчики показывали минусовую температуру, то внутри дерновой крыши она оставалась достаточно высокой. В дождливую погоду осенью колебания, как следовало ожидать, были в пределах 4 С.

Зимнее время

Днем в зимнее время, когда крыша была покрыта 20-сантиметровым слоем снега, и дневная температура держалась в пределах -4 С, именно снег выступал в роли хорошего термоизолятора. Колебания температуры составляли около 1,5 С, тогда как суточные перепады температуры воздуха составляли около 15 С.

Воздух над дерновой крышей был теплее, так как туда время от времени светило солнце, а контрольная битумная — оставалась в тени.

  • В более тёплые зимние дни, когда температура воздуха составляла -1 или -4С, температура на поверхности была около -1 С, но из-за более тонкого снежного покрова на дерновой крыше ночью температура опускалась на 1 градус ниже.
  • В холодный зимний день (температура воздуха между -6 и -16 С), несмотря на одинаковую толщину снежного покрова(~15 см), температура на поверхности дерновой крыши была на пару градусов выше, чем на битумной.

Из этого следует, что при резком похолодании поверхность дерновой кровли оказывается теплее, чем битумная, а при потеплении она холоднее битумной.

Читайте также:  Утепление стен дома снаружи и изнутри

Весна и лето

  • Весной, когда днем на солнце уже тепло, а вечером талая вода замерзает, амплитуда температур внутри слоя субстрата на дерновой крыше составляла лишь 1,3 С, тогда как на поверхности перепад был равен 20 С.
  • На обеих поверхностях ночью температура опускалась до -5 С, но на дерновой она удерживалась в пределах 0 С, что свидетельствует о способности дерна сохранять тепло.
  • В солнечные весенние дни температура керамзита на дерновой крыше поднималась до самой высокой отметки, а ночью опускалась до самой низкой — перепад составлял 30,5 С, на битумном покрытии он был меньше 5 С.
  • Температура на поверхности дерновой крыши колебалась лишь в пределах 8 С, что опять-таки говорит о том, насколько 10-сантиметровый слой субстрата смягчает колебания температуры и защищает основное покрытие.
  • В облачные и дождливые дни весной температура была такой же, как и осенью.

Из данных, полученных во время более продолжительных периодов наблюдения, следует выделить сведения о минимальных и максимальных температурах на глубине 10 см в дерновой крыше и на поверхности битумной кровли (лето 2004 г. и весна 2005 г.).

Читайте также:  Виды песка для строительства и особенности его применения

Весна и лето отличаются наибольшими суточными перепадами температур и именно в это время наиболее красноречиво заявляют о себе теплоизоляционные свойства субстрата.

  • В летние месяцы амплитуда температур на битумной крыше составляла 51,6 С, а внутри дерновой на 24,2 С меньше. Если на битумной кровле в течение 63 дней из 83 температура поднималась выше 30 С, то внутри субстрата она достигала таких показаний лишь на протяжении 9 дней.
  • Весной было хорошо заметно, как скачет температура на поверхности битумной крыши после схода с нее снежного покрова (амплитуда до 44,7 С), внутри дерновой крыши она составляла лишь 24,2 С.

Вывод: слой субстрата в дерновой поверхности в условиях российского климата является довольно хорошим защитником основной кровли от температурных колебаний.

Часть осадков остаётся на кровле

Исследовали также способность дерна удерживать дождевую воду, количество и качество сточной воды. Стоки измерялись с помощью 20-литровой канистры, которую подставляли под водосточную трубу.

Когда количество осадков составляло 2,1 и 2,6 мм, дерновая крыша связывала воду и сток составлял соответственно 32,6 и 19,3 л, на контрольной битумной крыше 290 и 340 л. Сток с дерна прекращался на 10 часов позже, чем с битумного покрытия. Это были вполне предсказуемые результаты.

Был также произведён замер стока во время ливня, когда за 5 часов выпало 12,1 мм осадков, затем дождь продолжился, и общая сумма составила 18,2 мм.

Во время сильных дождей дерновая не в состоянии удерживать влагу и сток был примерно такой же, как и с битумной крыши — около 2900 л. Однако заслуживает внимания примерно получасовая задержка во время первого ливня и способность накапливать воду во время последующих дождей.

Интересные результаты дало 17-дневное наблюдение за дерновой крышей во время таяния снега. Когда солнце за день растопило 22-сантиметровый снежный покров, сток в последующие дни заметно уменьшился, но через два дня, когда начал оттаивать нижний слой субстрата, он усилился.

В общей сложности с дерновой крыши стекло 3171 л талой воды, с контрольной крыши — на 895 л больше, так как там и толщина снежного покрова была местами больше. Уместно заметить, то дерновая крыша не была полностью покрыта растительностью.

Видимо, из-за неравномерного посева растительный покров в одних местах был плотнее, в других — реже. Это отразилось на количестве и быстроте стока: с участков с более плотным растительным слоем вода стекала медленнее и в меньшем количестве, поскольку её задерживали растения.

Читайте также:  Подробно о 8 способах гидроизоляции фундамента

Качество стекавшей воды

Был исследовано также и качество стекавшей воды. Определили содержание фосфатов, рН, нитратов, сульфатов, степень жёсткости воды (содержание солей кальция и магния).

В случае небольшого дождя и нормального стока содержание фосфора и азота в воде, стекавшей с битумной крыши, было выше, чем в стоках с дерновой, уровень рН в обоих случаях повышался на 2 единицы.

Пробы, взятые во время ливня, оказались менее насыщенными, дождь вымывал из дерновой крыши больше фосфатов и нитратов. В талой воде значения всех перечисленных выше компонентов были больше в стоках с дернового покрытия — это результата скопившихся за зиму загрязнений.

Из-за слоя керамзита сульфатов и солей кальция и магния в стоках дерновой крыши было во всех случаях больше. Таким образом, в воде с дерновой крыши налицо влияние посеянных там растений и слоя керамзита. В целом, столь высокая степень загрязнённости стоков с дерна оказалась несколько неожиданной.

Сравнивая результаты нашего первого исследования с данными, полученными за рубежом, следует отметить, что в части температурных замеров разницы почти нет.

Что касается способности задерживать воду, то на основании данных одной крыши выводы делать нельзя. Состав воды, по данным зарубежных исследований, в некоторых случаях бывает даже хуже, так как за рубежом дерновые крыши удобряют.

Поскольку приведённые в данной статье результаты — это только первый опыт, и на их основании можно сделать только предварительные выводы. Нужны научные исследования, в которых были бы рассмотрены все аспекты полезности зелёных крыш в условиях эстонского климата.

Основные итоги наблюдения за температурой:

  1. Летом и весной диапазон колебаний температуры на поверхности битумной кровли примерно в три раза больше, чем под 10 сантиметровым слоем субстрата на дерновой крыше.
  2. Осенью колебания температуры внутри слоя субстрата намного меньше, чем на поверхности битумной кровли, где температура легко опускается ниже нуля.
  3. Зимой большое значение имеет толщина снежного покрова на крыше: под 15 – 20 сантиметровым слоем снега температура на поверхности крыши примерно одинаково стабильна вне зависимости от типа покрытия.
  4. Весной амплитуда температурных колебаний внутри слоя субстрата примерно в три раза меньше, чем на поверхности битумной крыши или дернового покрытия.

Керамзит на крышах с лёгким дерновым покрытием нагревается и охлаждается несколько быстрее, чем поверхность битумной крыши, но по мере развития травяного покрова эта амплитуда уменьшается.

 

Adblock detector