A zöldtetők. és a. városklíma

Átírás

1 A zöldtetők és a városklíma

2 Az ökologikus építkezés Európában néhány évtizede már intenzíven foglalkoznak a növényzettel fedett városi területek visszapótlásának műszaki és kertépítési kérdéseivel. A homlokzatok és a tetők növényzettel való betelepítése. Az épületek növényzettel történő befuttatása, a tetőfelületek beépítése ökológiai előnyükön túlmutatva, jelentős szerkezeti, sőt energetikai eredményt is hozhat.

3 A város, mint rendszer

4 A város, mint ökológiai rendszer (Darida 1996)

5 A városi környezet átalakulása

6 A város energiaháztartása A települések energiamérlegét a társadalmi folyamatok módosítják. A kommunális fűtés, az ipari termelés és a közlekedés külső energiát használ fel. A természetes energia bevitelhez képest igen nagymértékű az energiaimport. A város az egész év során kevesebb sugárzást kap, mint a természetes alapú klímatípusba tartozó környezete. A sugárzáshiány a téli félév hónapjaiban elérheti a 20%-ot, mert a légszennyező-anyagok felhalmozódása az alsó légrétegekben nagy. A városi felszín valamivel több energiát ad le hosszúhullámú sugárzás formájában, mint a környezete, mert a tagolt felszín, és a függőleges falak miatt a városi felszínnek kisebb az albedója (rövidhullámú visszaverődés).

7 Hőmérsékleti adottságok A városokban rendszerint magasabb a hőmérséklet, bizonyos időjárási viszonyok között kialakul az ún. városi hő-sziget. Éves átlagban, a nagyvárosokban 1,5 2 O C hőmérsékleti eltérés mutatható ki a belváros és a zöldfelületi jellegű peremterületek között. Csökken a téli fagyos napok száma (Budapesten 20%-kal). Nő a meleg napok (a léghőmérséklet C), valamint a hőség napok (léghőmérsékleti maximum nagyobb, mint 30 O C) száma (Budapesten 22, illetve 32%-kal). A szélsőséges klímajelenségek megviselik a városlakókat, a növény- és állatvilágot is, illetve módosítják az eredeti termőhelyre jellemző potenciális biocönózist.

8 Páratartalom a városban A magasabb hőmérsékletű városi levegő relatív páratartalma alacsonyabb, mint a szabad területeken mérhető érték. Az alacsony páratartalom mind a városi növényzet, mind a városlakók számára kedvezőtlen. A rossz vízgazdálkodású, holt, inaktív felületek túlsúlya miatt a város vízháztartása csökkent értékű, a felszínre jutó csapadék nagy része a csatornarendszeren át kikerül a város környezeti rendszeréből. A párolgás, párologtatás hiánya tovább növeli a városi hőtöbbletet, hiszen a halmazállapot-változás hőelvonással jár.

9 A város levegője I. A levegőben lebegő részecskék a sugárzás egy részét visszaverik, s ezért a városokban a szabad területekhez képest kevesebb a természetes besugárzási egyenleg. A városi szennyezett levegőben lebegő kondenzációs magok fokozzák a ködképződést, s ezzel párhuzamosan a szmog jelenséget. A füstköd a téli félév hónapjaiban jellemzően redukáló típusú, mert fő alkotóeleme a korom, a por, a kéndioxid és a szénmonoxid. Ezek a légszennyező anyagok főként a fűtésből, az építkezésekből és a közlekedésből kerülnek a levegőbe.

10 A város levegője II. A nyári hónapokban, az erős besugárzás hatására un. oxidáló, vagy Los Angeles típusú szmog alakul ki, amelyben főként a nitrogénoxidok és az ózon szintje emelkedik meg. A közúti közlekedés emissziója adja a nitrogénoxid szennyezés döntő többségét, az ózon pedig a napenergia hatására a nitrogénoxidból felszabaduló, rendkívül veszélyes, oxidáló hatású anyag.

11 A városok szennyezett levegője a városi ökoszisztéma minden elemét, tagját érinti, károsítja Az ülepedő por a fotoszintézist végző levélzetre tapadva rontja a légcsere hatékonyságát, és a porhoz kötődött más, esetleg mérgező szennyező anyagok bejuthatnak a növényi szervezetbe. A légszennyező anyagok miatt legyengült növényi szervezet érzékenyebb a paraziták, vagy a növényi kórokozók támadásával szemben. A szénmonoxid erősen mérgező anyag, hiszen a vér oxigénszállító kapacitását rontja. Városi közutak mentén a szénmonoxid szennyezés miatt 30%-os haemoglobin megkötést is regisztráltak.

12 Városi szélrendszerek A természetes szélrendszerek nagymértékben módosulnak, sajátos légáramlási rendszerek is kialakulnak. A légáramlás módosító hatása a beépítési adottságokon túl a szélsebességtől is függ. A felszín közeli, kis sebességű légáramlások ereje 20-30%-kal, a heves széllökéseké 15-20%-kal csökken, a szélcsendes napok száma viszont 5-20%-kal nő. Az eredeti szélirány a magas épületekkel, zártsorosan beépített utcákban a hossztengely mentén módosul, a szélerősség pedig a csatorna-hatás következtében jelentős mértékben megnőhet. A csatorna-hatás annál erősebb, minél közelebb van az utca hossztengelyének és a jellemző széljárásnak az iránya.

13 A zöldfelületek városi klíma és a levegő minősége szempontjából legfontosabb szolgáltatásai Hőmérséklet csökkentése: a besugárzás elnyelésével és visszaverésével, párologtatással, a burkolt felületek arányának csökkentésével Légnedvesség növelése: párologtatással, a környezeti hőmérséklet mérséklésével, vízvisszatartással (talaj, szervesanyag, stb.) Árnyékolás: a besugárzás korlátozásával

14 A zöldfelületek városi klíma és a levegő minősége szempontjából legfontosabb szolgáltatásai Szélsebesség mérséklése: az áramlási sebesség csökkentésével CO 2 lekötése: fotoszintézis O 2 termelés: fotoszintézis Agresszív légszennyező anyagok közömbösítése: levélfelületi reakciók Ülepedő és szálló por csökkentése: az aktív levélfelület légszűrő működése

15 A tetőkertek kialakulásának története Az ókori keleti kultúrában a napkirályok toronytemplomai a zikkurátok, melyeket a függőkertek elődjeiként tartanak számon.

16 A tetőkertek kialakulásának története Egyiptomban i.e körül a thébai sziklafalak lábánál fekvő terasztemplom az egyik legjelentősebb épületemlék. Teraszos kialakításával beleillik a környezetébe. A teraszokon kultuszhelyek találhatók. Feltételezhető, hogy a teraszokon szintén történt növényalkalmazás, hogy fokozzák a természet erőinek csodálatát (Hajnóczi, 1991).

17 Szemirámisz függőkertje A négyzet alapú teraszos építmény mindenszintjén álltak a telepített növények. Az építménymagassága megegyezett a várost körülvevő városfal magasságával. A legfelső szint volt a függőkert fő része. A teraszok alatt kialakított termeket többrétegű szigetelés védte, kőgerendán nádat és aszfaltot, ezen gipszet és téglát helyeztek el, és legvégül az egészet ólomlemezekkel fedték be.

18 A görög-római birodalom A lapos tetőkön és teraszokon az Adonisz kultusz hatására az edényes növények használata terjedt el.

19 A római császárság korában A magas bérházas építkezés terjedt el az igen magas telekárak miatt. A tetőket gyakran használták kertként. Edénybe ültetett virágok, cserjék, gyümölcsfák díszítették. Földbe süllyesztett pincék tetején is kerteket építettek.

20 Le Corbusier 1924-ben elhangzott ma is időtálló gondolata Nem minden logikával ellentétes, ha egy város tetőfelületei kihasználatlanul, csak a palák és csillagok párbeszédének vannak fenntartva?"

21 Az extenzív zöldtető 5-15 cm talajvastagságú, nem járható, legtöbbször öntözés nélküli, emberi tartózkodásra nem alkalmas tetőbeépítés, létesítése a klimatikus viszonyok felmérése alapján történik (Varga, 2000).

22 Az intenzív zöldtető

23 A kecskeméti Kisfaludy ház tetején kialakított extenzív és intenzív tetőkert

24 A zöldtető általános rétegfelépítése

25 A zöldtetők növényeivel szemben támasztott követelmények szárazságtűrés, sugárzástűrés, fagyállóság, szennyeződéstűrés, szélstabilitás, rövid gyökerűség, fennmaradási, regenerálódási és a terjeszkedő képesség.

26 Extenzív flóratetők növényzete kiváló a megújuló képességük, tömött, gyepes növekedésűek, tolerálják a levegőszennyezés hatásait.

27 Szukkulensek szárazságtűrők, nagy napfényigénnyel rendelkeznek, termőtalajmélységigényük kicsi.

28 Évelők

29 Félcserjék

30 Cserjék

31 Az intenzív flóratetők növényzete Az intenzív flóratető tulajdonképpen kert a tetőn. A tetőfelületre telepített kert éppúgy gondozást és ápolást igényel, mint a terepszintre épített. Kialakításánál a gyökérzet megfelelő térigényéről és tápanyagellátásáról gondoskodni kell.

32 A zöldfelületek burkolt közlekedők közbeiktatásával a tetőkert rendeltetésének megfelelően képezhetők ki. A megvalósítás és a karbantartás költségei az igényektől függően magasabbak, mint az extenzív formáknál. Nem ültethetők a tetőre az agresszív gyökérzetű fák /az erdei-, és fekete fenyő, az akác, a fűzfélék, az ecetszömörce, a nyár, a nyír és a kőris /.

33 A zöldtetők energia-megtakarító képessége Az ökológiai védőréteg védi a vízszigetelést a kedvezőtlen külső hatások ellen (UV-sugárzás, túlzott felmelegedés, jég és fagykárok, viharkárok) Lapos-tetőkkel szembeni sugárzási felület az égbolt, egy lapos-tető sugárzási energiája így kedvezőtlenül alakul, ugyanis a levegőben lévő pára, ill. a felhőzet tömegétől eltekintve visszaverődés nincs. Az égbolt felé leadott hőnek kedvezőtlen szerepe van az épület téli energiamérlegében, felhőtlen téli éjszakákon a tető felületének hőmérséklete akár 10 C-al is a külső levegő hőfoka alá kerülhet (Hidy - Prekuta - Varga, 1995).

34 Nyári hőingadozás mértéke (pronatur Kft) Színkulcsok: szigetelés: piros; bitumen: barna; szűrő: zöld; salak: fehér; földfelszín: sárga; külső levegő: kék; csapadék szigetelt tetőn: középkék; csapadék zöldtetőn: világoskék.

35 A zöldtető árnyékoló hatásának eredményeként téli időszakban a csapadékvíz szigetelés fagymentes zónában marad. A nyári meleg idején nem melegszik az átlagos léghőmérséklet fölé. Már sekély talajréteg is nagyfokú árnyékoló képességgel rendelkezik A zöldtető kb. harmadára csökkenti a tetőfelületet érő hőingadozások amplitúdóját. A téli és nyári grafikonok bizonysága szerint ezzel védi a vízszigetelést, csökkenti a dilatációs mozgásokat, növeli a hőszigetelő képességet stb. úgy, hogy közben kifejti az egyéb ökológiai értékeit is" (Prekuta, 2000).

36 A növényzettel telepített tetők termőtalaja és víztároló rétegei a csapadékvizet visszatartják (lehullott csapadék közel %-át = l/m²), elfolyását késleltetik, a csatornahálózatot és a víztisztító berendezéseket részben tehermentesítik, hosszú távon megszűri és megköti a csapadékkal bemosódó port, piszkot és a vegyi szennyeződéseket is, a növények és a talaj párolgásával a felületi hőmérséklet csökken, a páratartalom nő

37 A zöldtetők víztározó képessége és csapadékvisszatartása A zöldtető fajtája Ültetőközeg vastagsága (cm) Növényzet Vízmegtartás éves középátlaga (%) Megtartási tényező Sedum-moha 2-4 Sedum ,55-0, Sedum-fű ,50-0,55 Extenzív zöldtető 6-8 Sedum-fű ,45-0, gyógy ,45-0, Fű-gyógyfű ,40-0,45 Sedum Intenzív zöldtető >50 Fű-évelő-kis cserje Fű-évelő, cserje Fű-évelő, cserje, >90 0,30-0,40 0,10-0,30 <0,10

38 A csapadékvíz visszatartásának mértéke (pronatur Kft.) A sötétkék görbe a feltüntetett időintervallum alatt hullott összes csapadék, a fekete görbe az extenzív tetőkertről (8 cm vastag az ültető közeg), a világoskék görbe az intenzív tetőkertről (30 cm vastag az ültető közeg) távozó csapadékvíz mennyiségét mutatja. Mindkettőnél egyértelmű a csapadék nagy részének megtartása, és egy kis vízmennyiség lefolyása fáziseltolódással.

39 Következtetések a vízvisszatartással kapcsolatban Mindkettőnél egyértelmű a csapadék nagy részének megtartása, és egy kis vízmennyiség lefolyása fáziseltolódással. Az egyidejűleg 6-8 mm alatti eső mennyiséget úgy az extenzív, mint az intenzív flóratető 100%-ban visszatartják. A 8 mm-nél nagyobb mennyiségű csapadék esetén a zöldtető rétegvastagságától, felépítésétől függően a vízmennyiség egyharmadát (extenzív) ill. kétharmadát (intenzív) tartják vissza.

40 A flóratetők ökológiai funkciói és kedvező hatásai 1. Légszennyezést csökkentő hatás A tető felett csökken a termikus levegő-cirkuláció, ezáltal jelentősen kisebb a megülepedett por és szennyeződés mozgása. A tereptárgyak, a beültetett növények megtörik a szél útját, csökkentik a sebességét. A levegőben levő por és koromszemcséket a mozgás változása során lerakja, amiket a növények megkötnek, ezzel ellátva légszűrő szerepüket.

41 2. Oxigén kibocsátó felület A zöldtető növényfelülete összefüggő állományklímát nem hoz létre, így oxigéntermelő funkciója nem számot tevő, de a legcsekélyebb előállított mennyiségre is szükség van. Ezért kell szorgalmazni mind nagyobb inaktív felületek bevonását, különösen a szennyezett levegőjű ipari övezetekben levő nagyvárosokban. 3. Élettérnövelő tényező A zöldtetők új életteret jelentenek a város beton és aszfaltsivatagában. Az emberek számára kikapcsolódó, felüdítő pihenést nyújt a tetőkert élvezete, de más élőlények is szép számban megjelennek, így pl. lepkék, vadméhek, csigák, stb.

42 Ökonómiai hatások A kialakított flóratető, mint ökológiai védőréteg védi a tetőt, és szigetelését: a mechanikai sérülésektől, a fokozódó UV-sugárzástól. Jelentősen megnőhet a szigetelés élettartama.

43 Az építmény élettartamára gyakorolt hatások Csökken a tetőszerkezet épületfizikai terhelése. A zöldfelület óvja a tető szigetelését a külső hatásokkal szemben, így nem léphet fel a szerkezet meghibásodása, mint pl. a hőmérsékletkülönbségből és az elöregedésből származó bitumenes szigetelés felrepedése, vagy a bezárt nedvesség gőznyomásából származó felhólyagosodás. Biztosítja a vízszigetelés védelmét a szél szívó hatásától és a viharkárok ellen. A zöldtetővel borított házak esetében a tetőszerkezet élettartama 50%-kal is növekedhet, ami az ökonómiai hatások szempontjából igen jelentős.

44 Az építmény hőháztartására gyakorolt hatások A tetőfelületen lévő vegetációs réteg tömegétől függő hőtárolása kedvező az épület belső klímájára nézve. A földréteg porozitása magas, a zárt levegőtartalom végett a rétegfelépítés hőszigetelési tényezője jelentős. A nyári felmelegedés kisebb mértékben jelentkezik, és nem továbbítja az épület felé a hőt, hanem elraktározza. Télen hőtárolóként viselkedik, így nem tud fagypont alá hűlni a födémszerkezet.

45 Akusztikai funkció A termőréteg akusztikai szempontból hangelnyelő hatású. Jelentősen csökkenti a külső környezet és az épületek belső tereinek zajterhelését (10 cm talajréteg hangszigetelés értéke kb. 10 db).

46 Városrendezési hatás Az inaktív tetőfelületek zöldfelületté történő átalakításával a zöldterületek aránya növelhető, mely következtében nő az építmény értéke is. Növények alkalmazásával a tárgyak, az anyagok az építészetben is ember közelibbé válhatnak. A városépítészet szempontjából is eddig meg nem kellően kihasznált lehetőségeket rejtenek magukban. A modern városépítészeti tézisek egyik fő gondolata az ötödik homlokzat, a tetőtáj lakótérként való hasznosítása.

47 HATÁSOK (VÉDELEM) Összegzés NEM JÁRHATÓ LAPOSTETŐK ZÖLDESÍTETT LAPOSTETŐK ÖKOLÓGIAI VÉDŐRÉTEGGEL SZERKEZET HATÁS ELŐNYÖK, HÁTRÁNYOK LEHETSÉGES KÁROK ELŐNYÖK HÁTRÁNYOK HŐMÉRSÉKLET- INGADOZÁS (Hővédelem) A hőszigetelési igények kielégítése nagyrészt a hőszigetelő réteggel A zöldesítés rétegeinek hőszigetelő képességének kihasználható. Hőmérsékleti csúcsértékek csökkenése HANGTERJEDÉS (Léghanggátlás) Kis fajlagos tömeg 7 elégtelen léghang-gátlás Nagyobb fajlagos tömeg, nagyobb rezgési lehetetlenség = jobb léghanggátlás. A ve-getáció jó hangnyelő TELJES TETŐSZER- KEZET TÜZHATÁSOK (Tűzvédelem) Vízszigetelést éghetőségi korlátozás nem érinti, az alatta lévő hőszigetelés nem éghető anyagból Termőtalaj 30 mm vastagság felett megfelelő Növényzettel kapcsolatosan külön intézkedések szükségesek BELSŐ NEDVESSÉG (pára, ép. nedvesség) (Páravédelem) Vízszigetelés túlzott igénybevétele, felválás, hólyagosodás, tönkremenetel Nincs károsodás, vízszigetelés védett, páravédelem egyszerűbb ERŐTANI HATÁSOK (Teherbírás- és alakváltozás korlátozás) Többletterhelés nincs Intenzív és nehéz tetőzöldesítéseknél többletterhelés

48 HATÁSOK (VÉDELEM) NEM JÁRHATÓ LAPOSTETŐK ZÖLDESÍTETT LAPOSTETŐK ÖKOLÓGIAI VÉDŐRÉTEGGEL UV-SUGÁRZÁS (Sugárzásállóság) Anyagok előmelegedése, élettartam lecsökkenése, fotokémiai leépülés Nincs károsodás (növényzet = területi védelem) CSAPADÉKVÍZ ELLENI SZIGETELÉS IR-SUGÁRZÁS (Sugárzásállóság ) KÜLSŐ NEDVESSÉG (Vízhatlanság) FAGYHATÓSÁG (Fagyállóság) SZÉLHATÁSOK (Szélállóság) KÉMIAI ÉS BIOLÓGIAI HATÁSOK (Vegyi ellenálló képesség) GYÖKÉRZET (Gyökérállóság) Vízszigetelés hőtúlterhelése, kiszáradása, hőszigetelő anyag alak- és méretválto-zással, hőre táguló anyagok károsodással Vízszigetelés egyenlőtlen felmelegedésehőmozgása, ismétlődő igénybevételek hatása, vízmegállások következményei Vízszigetelés igénybevétele, hatásváltozások, mechanikai hatások Csapadékvíz elleni szigete-lés rögzítése szükséges; Szélkárok Vízszigetelés elszennyeződése, korhadó anyagok tönkremenetele, kémiai elváltozások Megfelelő karbantartás esetén nincs károsodás Nincs károsodás, vízszigetelés csökkentett hőigénybevétele, növényzet hűtőhatása Nincs károsodás, vízszigetelés a hő + nedvességhatások ellen védett Csökkentett fagyhatás; Igénybevételi ciklusok csökkenése Külön leterhelés csak egyes tetőszakaszokon szükséges Vízszigetelés védett, elszennyeződés csökkentett mértékű Káros kémiai hatások lehetségesek Gyökérálló vízszigetelés, vagy külön védelem szükséges

49 Köszönöm megtisztelő figyelmüket!