Зеленые стены в высотных зданиях – типы, особенности и преимущества

Зеленые стены веками использовались в строительстве как средство для придания тени стенам здания и атриуму. Эти стены также помогают защитить здания от ветра.
Зеленые стены также способствуют росту сельскохозяйственных растений. Это своего рода вертикальная растительность, которая внедряется в строительные конструкции. На рисунке 1 показаны Висячие сады Вавилона, которые считаются семью чудесами света. Это оригинальная концепция зеленой стены в период между 600 и 800 годами до нашей эры.

Висячие сады Вавилона – смоделированная картина

Во многих северных странах растительность была интегрирована в строительную традицию. Здесь дерн или верхний слой почвы, состоящий из травы и корней, называемый дерном, используется как кровельный или фасадный материал.
На рисунке-2 показано здание “Викингов”, покрытое дерном. Это обеспечивает большую изоляцию от суровых погодных условий, связанных с холодом. В северных странах использовался дерн, который обеспечивал хорошую теплоизоляцию, но не был хорошим конструкционным материалом. Дерн был очень восприимчив к проникновению воды из-за дождя и снега, что приводило к его разрушению.

Исландские дерновые дома – постройки викингов

Было подчеркнуто, что здания, расположенные вблизи природной среды, имеют больше шансов попасть в список востребованных по сравнению со зданиями без таких особых факторов.
В настоящее время проектировщики зданий пропагандируют включение растений в оболочки зданий как часть движения за экологическую устойчивость. Они включаются в крыши и наружные стены, поскольку эти элементы покрывают большую часть конструкции здания.
В последние два десятилетия наблюдается глобальный рост строительства высотных зданий. Развивается множество различных идей, таких как “Биоклиматический небоскреб”, “Эконебоскреб” или “Вертикальный ландшафт” – идеи, связанные с озеленением конструкции здания.

Зеленые стены в высотных зданиях

В топологии зеленых стен задействованы следующие типы:

• Зеленые фасады
• Живые стены
• Вертикальные сады
• Висячие сады
• Био-тени
• Био-фасады

Что такое зеленые стены?

Зеленые стены – это системы, в которых растения растут на вертикальной поверхности над фасадом здания по контролируемой схеме, обеспечивающей регулярный уход, и называются зеленой стеной или растительным фасадом.

Основными элементами, которые участвуют в строительстве зеленых стен, являются:

Различные типы зеленых стен в строительстве

В зависимости от разновидности элементов, используемых в строительстве зеленых стен, существуют различные их типы:

Зеленые стены с опорой на фасад

Здесь система зеленой стены поддерживается с фасада в той части, где посадочная среда не является неотъемлемой частью фасада. На рисунке 3 показан реальный пример зеленой стены, поддерживаемой фасадом.

Зеленые стены с фасадной поддержкой

Этот вид системы состоит из стальных, деревянных или пластиковых шпалер, которые снаружи крепятся к фасаду здания. Здесь вьющиеся растения и лианы поддерживаются с помощью горизонтальных, вертикальных или диагональных элементов шпалеры.
Двухмерная система зеленого фасада формируется с помощью тросов, канатов и сеток. В случае трехмерной системы используются жесткие рамы и клетки.

Диаграммное представление двух- и трехмерной системы зеленых стен в фасадной интегрированной зеленой стене

Фасадные интегрированные зеленые стены

На рисунке 5 ниже показана интегрированная в фасад живая стена.

Фасадная интегрированная живая стена

Ступенчатые террасы

В случае ступенчатой террасы используются бетонные полы, которые удерживают растительную среду, размещенную в лотках, в пределах стен. Они продвигаются ступенями в направлении вверх. В конечном итоге это похоже на террасное земледелие. Эта концепция применяется там, где используются растения большого разнообразия и требующие большой почвы. Это может быть как зеленая крыша, так и зеленая стена.

Ступенчатая терраса в строительстве

Консольные балконы с деревьями

Некоторые строители размещают большое количество деревьев в передней части фасада. Это достигается путем строительства проектируемого балкона. Эти платформы будут иметь глубину, достаточную для поддержки корневой структуры, а также необходимое количество почвы. Грунт на них может достигать уровня защитных перил.
Вес почвы и дерева высок, поэтому конструкция возводится с помощью железобетона. Затем эти конструкции встраиваются в основную конструкцию здания. На рисунке 6 показан пример консольного балкона из дерева в высотных зданиях.

Примеры проектов высотных зданий с идеей консольного балкона из дерева

Преимущества зеленой стены

Многочисленные преимущества дает дизайн зеленой стены или фасада с интегрированной растительностью. Факторы, определяющие преимущества зеленой стены, зависят от:

Преимущества можно разделить на два уровня. Первый – это городской масштаб, а второй – масштаб здания.

Преимущества зеленой стены в городском масштабе следующие:

Уменьшается эффект городского острова тепла

Городской тепловой эффект – это разница температур, возникающая между городскими центрами и сельской местностью. Эффект UHI является серьезной проблемой для многих городов. Из-за многочисленных источников тепла, таких как транспортные средства, промышленное производство, механическое оборудование и строительные материалы, тепло излучается в окружающую среду.
Это тепло накапливается в городских каньонах. В сельской местности температура ниже из-за наличия растительности. Разница достигает 12 градусов Цельсия, что заставляет городских жителей зависеть от удобств, охлаждающих здания, что приводит к высокому потреблению энергии и загрязнению воздуха за счет выброса парниковых газов.
Введение растительности в городах через зеленую стену, зеленые крыши или парки поможет уменьшить эффект UHI. Выращиваемые растения будут способствовать поглощению большого количества тепла, что поможет создать микроклимат. Это помогает повысить влажность воздуха и укрыть здание от прямого тепла и ветра.

Улучшается качество воздуха

В процессе фотосинтеза растения преобразуют углекислый газ, воду и солнечную радиацию в кислород и глюкозу. Строительные конструкции занимают горизонтальное пространство, которое должно быть занято растениями.
Это приводит к снижению производства кислорода и, следовательно, качества воздуха. Поэтому в городах в районах с недостатком кислорода необходимо внедрять растительность. Это можно сделать с помощью систем зеленых стен.

Изоляция углерода

Изоляция углерода в виде секвестрации – это способность, которой обладают растения. В противном случае эти углероды выбрасываются в атмосферу в виде парниковых газов и двуокиси углерода. Строительство зеленых стен на основе виноградной лозы помогает в таком явлении секвестрации. Эти растения не требуют большого количества воды и большого пространства.

Эстетика Привлекательность

Конструкции украшаются благодаря системе зеленых стен, которые являются концепцией, предложенной строителями для решения эстетических задач. Различные планы доступны с различной текстурой и цветами, которые могут быть искусно расположены для украшения фасада здания. Существующие дополнительные пространства могут быть воссозданы с помощью этого метода.

Психологическое воздействие

Помимо эстетических свойств, зеленые стены обеспечивают ощутимое облегчение от высокой солнечной радиации, которая исходит от поверхностей зданий и улиц. Это оказывает успокаивающее воздействие на городских жителей.

Улучшение биоразнообразия и создание естественной среды обитания животных

Исследования показали, что некоторые виды растений и животных благоприятствуют биоразнообразию, которое достигается благодаря зеленым стенам и фасадам зданий. Водоросли и лишайники – одни из таких организмов. Они также помогают таким обитателям, как мхи, папоротники, печеночники и некоторые хвойные растения.

Уменьшение шума

Обитатели зданий, расположенных в городах, сталкиваются с огромной проблемой шумового загрязнения твердые поверхности имеют тенденцию усиливать звук и перенаправлять его. Включение толстых зеленых стен, покрытых растительностью, уменьшит эффект затухания, вызванный городскими шумами.

Преимущества зеленых стен в масштабах здания:

Повышается энергоэффективность здания

Фасадные растения значительно повышают тепловые характеристики здания. При этом увеличивается теплоизоляционная способность стен (в основном в более холодных регионах), увеличивается затеняющая способность фасада (в основном в более жарком климате), испарение охлаждает воздух, а также уменьшает ветер вблизи фасада.

Происходит фильтрация воздуха, улучшение качества воздуха и насыщение кислородом внутри помещения.

Растения помогают задерживать частицы, находящиеся в атмосфере. Тяжелые металлы, медь, свинец и цинк поглощаются растениями. По мнению строителей, зеленые стены улучшают качество интерьера.

Польза для здоровья

Положительное влияние зеленых стен на индивидуальное психологическое и физиологическое состояние здоровья. Это помогает установить визуальную связь между жильцами и внешней растительностью.
Это способствует положительным эмоциям жильцов. Людям, страдающим заболеваниями дыхательных путей, очень полезно фильтровать воздух и насыщать его кислородом.

Защита оболочки

Стена защищена от воздействия ультрафиолета. Его прямое воздействие приводит к полному разрушению конструкции. Внутренние напряжения в стене уменьшаются за счет создания температурных колебаний.

Снижение шума внутри

Топология зеленой стены обладает высокими звукопоглощающими свойствами. Шум передается внутрь здания.

Читать далее:
Зеленая кровля – шаг к устойчивости
Что делает здание “зеленым”? – Концепция зеленого строительства
Элементы или компоненты “зеленого” здания – материалы, вода, энергия, здоровье
Выбор экологичных строительных материалов

• Как укладывать дерн на склонах? [PDF].
• Зеленая кровля: Шаг к устойчивому развитию.
• Пожарная безопасность и особенности безопасности высотных зданий и сооружений.
• Борьба с шумом в зданиях с помощью методов архитектурно-акустического проектирования.
• Фасадные световые решения для строительных конструкций.
• Закрытые пустотелые фасады: Шаг к инновационной фасадной системе.
• Топ-6 энергоэффективных высотных зданий в мире.