Zamienią dachy w oazy zieleni. Polscy naukowcy mają pomysł na więcej roślin w mieście

Wyobraź sobie dachy budynków w centrach miast – czy widzisz szare pokrycia, zapomniane i niewykorzystane przestrzenie? A teraz zastanów się, jak mogłyby wyglądać, gdyby zamieniły się w tętniące życiem, zielone oazy. Naukowcy z Akademii Górniczo-Hutniczej pracują nad rozwiązaniami, które mogą sprawić, że te wizje staną się rzeczywistością.

Zielone dachy to nie tylko modne rozwiązanie architektoniczne. Badania pokazują, że mogą obniżyć temperaturę otoczenia o nawet 2-4°C w upalne dni, zmniejszając efekt miejskiej wyspy ciepła. To ogromne wsparcie w walce z ekstremalnymi temperaturami, które coraz częściej dotykają nasze miasta. Poza tym, po prostu pozwala zwiększyć ilość obszarów zielonych, co wpływa pozytywnie na samopoczucie osób zamieszkujących okolicę.

Ale co sprawia, że dach może zamienić się w ogród? Klucz leży w podłożu, które musi być jednocześnie lekkie, przepuszczalne i bogate w składniki odżywcze. I tutaj wkraczają naukowcy z AGH. Dr inż. Agata Stempkowska i dr hab. inż. Tomasz Gawenda, prof. AGH, rozwijają innowacyjne kruszywa, które mogą zmienić dachy w zielone enklawy i przyczynić się do poprawy jakości życia w miastach.

Rośliny na zielonych dachach nie mogą rosnąć w glebie – ta, szczególnie po nasiąknięciu, jest zbyt ciężka, ulega pyleniu i może zatykać drożność rur spływowych. Zgodnie z regulacjami części organiczne nie powinny stanowić więcej niż 10 proc. masy ogrodu umieszczonego na konstrukcji budynku.

Niezbędne jest więc podłoże, które będzie w stanie absorbować duże ilości wody z opadów, umożliwi zapewnienie roślinom wszystkich niezbędnych do życia substancji, a jednocześnie będzie składać się z lekkiego materiału, który sam w sobie nie będzie stanowił zbyt dużego obciążenia.

W magazynie Scientific Reports ukazała się praca naukowców z AGH, w której skupili się na opracowaniu tzw. sztucznych kruszyw lekkich. Nie tylko posiadają one właściwości niezbędne, by stać się wartościowym podłożem dla roślin, ale także sam ich proces powstawania niesie dodatkowe korzyści ekologiczne – opiera się na wykorzystaniu materiałów, które do tej pory stanowiły kłopotliwy odpad.

W Polsce nie istnieją regulacje, które wymuszałyby wprowadzenie zielonych dachów na szeroką skalę. Niewykluczone jednak, że w przyszłości takie regulacje wprowadzi choćby Unia Europejska. W Niemczech już 30 proc. budynków musi mieć zielony dach, a materiały wykorzystywane do tworzenia podłoża są obecnie drogie.

Najczęściej to akadama, wermikulit, keramzyt czy perlit, które powstają z trudnodostępnych i drogich surowców naturalnych. Naukowcy z AGH szacują, że cena ich kruszywa mogłaby oscylować w granicach tysiąca złotych za tonę – a więc byłaby nawet dziesięciokrotnie tańsza niż akadama, sprzedawana obecnie np. do uprawy bonsai.

O roślinach i technologii przeczytasz na Spider's Web:

Odpady budowlane stanowią około 32 proc. całkowitej masy odpadów na świecie, a gruz stanowi ich znaczną część. Jego przetwarzanie przyniosłoby więc dużą korzyść ekologiczną. Dodanie go do kruszyw, które opracowali naukowcy z AGH, ma zmniejszać plastyczność masy. Posiada on też właściwości wiążące, które regenerują się w trakcie wypalania.

Kolejnymi składnikami były gliny towarzyszące surowcom podstawowym oraz stanowiące materiał poprocesowy. Ich zadaniem jest uplastycznienie i zespojenie powstałej masy.

Trzecim składnikiem stały się odpady z przetwarzania butelek PET. To materiał, który nie nadawał się już do wytworzenia z niego ponownie butelek – zawiera PET, dużo fosforanów, ale też wmieszane są w niego inne zanieczyszczenia, jak kleje i etykiety produktowe.

Naukowcy podkreślają, że wykorzystywane odpady nie są w żaden sposób niebezpieczne. Wszystkie składniki i surowce są kompleksowo badane przed wykonaniem kruszyw, by mieć pewność, że nie będą one szkodliwe ani dla środowiska, ani dla ludzi. Kruszywa nie mogą zawierać żadnych pierwiastków ciężkich czy innych szkodliwych.

Dzięki takim kruszywom dachy mogą uzyskać dużą zdolność retencji wodnej. Jest ona szczególnie istotna w obliczu zmian klimatycznych, które wpływają na charakter opadów, także w Polsce. Deszcze stają się rzadsze, ale bardziej nawalne. Ani zabetonowane miasta, ani wysuszona długim okresem bez upadów gleba, nie są w stanie jej szybko wchłonąć. To wywołuje zalania, ale paradoksalnie także suszę – bo woda nie zatrzymuje się w lokalnym ekosystemie, tylko szybko spływa.

Nie bez znaczenia dla pełnionych funkcji pozostaje także sam kształt kruszyw – to, czy są one kuliste czy płaskie wpływa na ich jamistość, a więc to, ile powietrza czy wody zmieści się w tej samej objętości podłoża składającego się ziaren.

Opracowane przez naukowców z AGH ziarna mogą być także w całości płaskie, ponieważ dają największe korzyści. W ich próbce zmieści się nawet 30 proc. więcej powietrza, niż w takiej samej objętościowo próbce ziaren kulistych.

Z tej przyczyny kruszywa foremne są korzystniejsze przy produkcji betonów czy asfaltów, bo gromadzi się w nich mniej wody, która podczas wielokrotnego przechodzenia ze stanu ciekłego w stały, doprowadza do pękania materiału.

Dodatkowo kruszywa nieforemne, którymi są kruszywa płaskie czy wydłużone ze względu na swoją większą powierzchnię właściwą, sprawiają, że wzrasta zapotrzebowanie na bitumin czy cement z wodą niezbędne do otoczenia kruszyw. Z tego samego powodu kruszywa płaskie mają szanse świetnie sprawdzić się jako podłoża dla roślin. Duże przestrzenie pomiędzy kruszywami zapewnią korzeniom roślin dobrą aerację, a więc dostarczą im odpowiednią ilość powietrza.

Rozwiązania opracowywane przez naukowców z AGH to nie tylko technologia – to krok w stronę bardziej zrównoważonego życia w miastach. W świecie, w którym beton dominuje krajobraz, zielone dachy mogą stać się symbolem harmonii między człowiekiem a naturą.

Może następnym razem, spacerując po mieście, spojrzysz w górę i zobaczysz nie szare dachy, ale kwitnące ogrody? Dzięki innowacjom z AGH taka wizja może być bliżej, niż myślisz.

Główna ilustracja: Zielony dach w Japonii. Fot. Pontafon, CC BY-SA 3.0