belépés / regisztráció
2020. december 5. szombat
Aktuális lapszám

A csapadékvíz-gazdálkodás ökologikus eszköze: a zöldtető

A klímaingadozás kísérőjelenségeként egyre gyakrabban tapasztalhatunk szélsőséges csapadékeseményeket. Ezek az eddig elégségesnek mutatkozó, statisztikai adatokon alapuló biztonsági túlméretezéssel készült csapadékvíz-elvezető rendszert olyan mértékben terhelik túl, hogy a vízelvezetés üzembiztonsága sérül. Emiatt egyre inkább előtérbe kerül a csapadékvíz csillapított elvezetésének igénye, ami a vízelvezető infrastruktúra egyidejű terhelésének csökkentésén túl egyúttal a csapadékvíz hasznosításának is teret adhat.

 

Az épületgépészetre jellegéből adódóan több feladat hárul, ezért a komplex megközelítést, az épület kellemes belső klímáját és vízhatékonyságát egyszerre szolgáló zöldtető jól illeszkedik a fenntarthatóságra törekvő épületgépészeti koncepcióba.

Települési csapadékvízgazdálkodás

A települések és környezetük között a mesterségesen szabályozott anyagcsere-forgalomban a legnagyobb tömeget általában a víz, a szennyvíz és a csapadékvíz teszi ki. A vezetékes vízellátás és a szennyvíz-elvezetés zárt, szabályozott folyamatként zajlik, míg a csapadékvíz-elvezetés rendszere nyitott és szabályozatlan, vagy részben szabályozott. A víz kiváló oldószerként magával visz a település működéséből eredő minden szennyeződést, így a vízelvezetés mindkét rendszere meghatározó szerepet játszik a vízkészletek mennyiségi és minőségi védelmében is.

Globális vízhasználatunk ökológiai fenntarthatóságának alapkövetelménye a vízfogyasztás mai szintjének mérséklése, mivel a népességszám növekedés következtében az összes vízfogyasztás csökkentése még az egyéni, fajlagos vízfogyasztás alacsonyabb értékének elérésével együtt is kihívást jelentő feladat [1]. Fontos szerep jut ezért az alternatív vízforrások alkalmazásának, illetve a víz másodszori újrahasznosításának is. Bár a környezeti terhelés csökkentése szempontjából az utóbbi, a szürkevíz-hasznosítás az, ami ténylegesen kevesebb vízkivételt jelent a természeti vízkincs készletből, fel kell használnunk a vízellátásban a csapadékvíz adta lehetőségeket is. Ennek oka főleg az, hogy a vízi infrastruktúra az egyik legköltségesebb háttérszolgáltatás mind a rendszer kiépítésének, mind működtetésének fázisában: a vezetékes ivóvíz előállítása és a fogyasztás helyére juttatása magas költséggel jár. Minden megoldás, ami az általában kiterjedt hálózaton keresztül történő ivóvízhasználatot csökkenti, mérsékli ezeket a közüzemi költségeket mind a fogyasztó, mind a szolgáltató számára. Így bár a csapadékvíz-hasznosítás során ugyanabból a vízkészletből merítünk, mint amit a vízszolgáltatók is igénybe vesznek, csupán a hidrológiai körforgás másik pontjáról emeljük ki a vizet, ezzel csökkentjük az ivóvíz előállításából származó költségeket és környezeti terheket, például az energia-felhasználást is. Emellett a hasznosításra kerülő csapadékvíz nem jut azonnal az elvezető hálózatba, ezáltal csökkenti a vízelvezető rendszer terhelésének egyidejűségét is. Ez utóbbi főleg amiatt fontos, mert a településeken, főleg városias környezetben nagyon magas a burkolt felületek aránya, amelyekről a csapadékvíz alacsony beszivárgás mellett, gyors lefolyással jut a csapadékvíz-elvezető hálózatba. Emiatt túlterhelés alakulhat ki, főleg a vízelvezető rendszer alacsonyabb fekvésű pontjain. A zöldtető mindkét problémára megoldást ad: a csapadékvíz késleltetve, a zöldtető rétegrendje által lassítva jut az elvezető rendszerbe, emellett a zöldtetőről a csapadékvizet összegyűjtve felhasználhatjuk akár locsolási, öntözési célra, akár épületen belül ivóvíz kiváltására.

Zöldtető típusok

Zöldtetőnek nevezzük azokat a növényzettel borított épületfödémeket, ahol a kialakított rétegrendben szerves egységet alkotnak az épület hő- és vízszigetelési elemei, és a növények táptalajául szolgáló ültetőközeg a szükséges elválasztó, kiszolgáló rétegekkel.

A lapos vagy ferdetető növényesítésével „visszanyerjük az építkezéssel elvesztett területet” (Le Corbusier), a zöldtető kedvezően hat az épületen belüli és kívüli mikroklímára egyaránt.

A zöldtetőket rétegvastagságuk, funkciójuk, kezelés-igényük alapján extenzív és intenzív típusúakra oszthatjuk.

Extenzív zöldtetők

Az extenzív zöldtetőkön a talajréteg 6-15 cm vastag, alacsony fajlagos tömegű, 1,6–2,4 kg/m2 (vízzel telített állapotban 7–8 kg/m2). A kisebb súlyteherből két dolog adódik: általában nincs szükség a tetőszerkezet megerősítésére, de az alacsony nedvességtartalmú talajt jól tűrő növényfajokat kell telepíteni, mivel az ültetőréteg csak az esőzések során kap nedvességet1, öntözési lehetőséget többnyire nem építünk ki. Az alkalmas fajok a lágyszárú évelők, pl. varjúháj- és fűfélék, vadvirágok, stb., amelyek önfenntartó állományt képesek kialakítani. Jellemzően 2-3 év alatt fejlődik ki kb. 90%-os növényborítottság. Az extenzív tetők a kiépített utak, tipegőkövek kivételével nem járhatók. Extenzív zöldtető kialakítható lapostetőkön, illetve max. 33%-os lejtésű ferdetetőkön is.

Intenzív zöldtetők

Az intenzív zöldtetők talajréteg vastagsága minimálisan 20–25 cm, de nem ritka az 1–2 m-es vastagságú sem. Létrehozásuk csak lapos vagy igen kis (3–5% alatti) lejtésű tetőkön lehetséges. A vastagabb ültetőközeg, a nagyobb méretű és súlyú növényzet megerősített tetőszerkezetet igényel. A kedvezőbb talajfeltételek itt már többféle növény telepítését engedik meg, cserjék, fásszárúak, évelő dísznövények is ültethetők. A növényzet összeállításához kertészeti tervezésre van szükség, amelynél fontos szempont, hogy az épületszerkezet szempontjából legkisebb kockázatot jelentő fajokat kell választani, egy tetőn belül hasonló igényekkel rendelkező fajtákat [2]. Az intenzív zöldtetők karbantartási igénye magasabb az extenzív zöldtetőkénél, szükséges öntözőrendszer kiépítése, rendszeres gyomtalanítás, tápanyagutánpótlás. Az intenzív zöldtetők járhatóak, hasonlóan a talajszinti kertekhez rekreációs célokat is szolgálhatnak, részét képezhetik tavak, díszkutak is.

A zöldtetők szigetelése a rátelepített növényzet gyökereinek behatolása ellen védelmet igényel, speciális rétegrendre van szüksége, ami lehet egyenes és fordított (1. ábra). Utóbbi esetben fontos a vízszigetelés fölötti víz gyors elvezetése annak érdekében, hogy a tető hőátbocsátása ne növekedjen meg.

A zöldtető szerepe az épület minősítésében

A környezettudatos építés igényének erősödését egyre több minősítő kritériumrendszer kidolgozása mutatja. Az egyoldalú gazdasági és mennyiségi értékelés ellensúlyozására világméretű környezetvédő szervezetek fenntartható építési megoldásokra tesznek javaslatot, minősítő rendszereket alakítanak ki, amelyek a tervezők számára útmutatóul, az összehasonlítás eszközéül szolgálhatnak. A legismertebb nemzetközi rendszerek az angol BREEAM (1990), az amerikai LEED (1998) és a német DGNB (2010) [4]. Mindegyik minősítésben jelentős szerep jut az épületgépészeti és az üzemeltetési kérdéseknek. A BREEAM esetében közvetlenül a vízhasználat 10% ponttal befolyásolja az épület minősítését, de a környezeti hatásokon (26%), energiahatékonyságon (35%), hulladékkezelésen (14%) keresztül további jelentős szerep jut a zöldtetők hatásának [5].

A zöldtető szerepe az épület/település mikroklímájának alakulásában

A városiasodás terjedésével a településeken csökken a növényzettel borított felületek nagysága, aránya, ezáltal csökken az evaporáció és az evapotranspiráció, a talaj és a növényzet által visszatartott és elpárologtatott vízmennyiség. Ez a vízmennyiség nem csak a városok levegőjéből hiányzik, de az alacsonyabb párolgás miatt redukálódó csapadékmennyiség következtében csökken a talaj víztartalma is. A városias építési mód és a csökkenő növényborítás tehát egyfajta láncreakciót hoz létre a víz lokális hidrológiai kiskörforgásában. Emellett hasonló súlyú következmény az is, hogy a lecsökkent párolgás hűtőhatása is kisebb, ami több egyéb körülménnyel együtt az ún. városi hősziget kialakulásához vezet. A városi hősziget hatás kialakulásához több körülmény is hozzájárul:

  • a megváltozott utcageometria miatt megnövekedett a falfelületek nagysága, amelyekről többszörös visszaverődés jön létre, továbbá lecsökkent az égboltláthatóság, így az arra irányuló sugárzás is,
  • a magasabb légszennyezettség miatt nagyobb a hőelnyelés és visszasugárzás,
  • az építési anyagok hőtechnikai jellemzői megváltoztak,
  • a burkolt felületek magas aránya miatt kevesebb a beszivárgó csapadék, ami a párolgásával hőt vonna el,
  • az épületek fűtése és a közlekedés hőforrásként jelentkeznek stb.

A zöldtető a fenti tényezők mindegyikére kisebb-nagyobb hatással bír, csökkenti a kedvezőtlen hatásukat, megváltoztatja a mikroklímát azáltal, hogy módosul a sugárzás energiamérlege (2. ábra). A bitumenfedés a visszavert sugárzás 94%-át érzékelhető hőenergiaként veri vissza, emellett a hőmérsékleti kisugárzás is magasabb 7,7%-kal. Ezzel szemben nyáron a zöldtetőről visszavert sugárzás 57,8%-a párolgási hőként jelentkezik, és a felület hőmérsékleti kisugárzása is alacsonyabb.

A zöldtető szerepe az épület/település vízgazdálkodásában

Vízgazdálkodás szempontjából a zöldtetők településenként változó, egyik legfontosabb funkciója az, hogy a csapadék késleltetve jelenik meg a vízelvezető hálózatban, elkerülve annak hirtelen túlterhelését. A vízelvezető rendszerre gyakorolt hatásában így hasonlít a konvencionális esővíz-hasznosításra. A növényzettel borított vagy beültetés nélküli szabad talajfelszínre jutó csapadék 30%- a kis mélységig szivárog be, ez szolgál a növényzet vízigényének kielégítésére. A következő 30% a mélyebb víztározó rétegekbe szivárog, a fennmaradó 40% szinte azonnal visszatér a légkörbe evapotranspirációval [7]. Ezzel szemben a vizet át nem eresztően burkolt felületekről 5% szivárog be a sekélyebb és mélyebb talajrétegekbe, és 15% párolog el a növényzetről, 75% rövid lefolyási idejű, szinte azonnali felszíni lefolyás. Ez megfelel a tradicionális csapadékvíz elvezetési elveknek.2 Ez azonban nemcsak a talajban, légkörben okoz vízhiányt, hanem még a lefolyt vizek befogadójában is vízminőség-romlást idéz elő. A zöldtetők mindkét problémát egyidejűleg kezelik: egyfelől mind a talaj, mind a növényzet vízvisszatartó és páratartalom-pótló, másfelől az ültetőközeg természetes szűrőrendszerként működik3, csökkenti a lefolyt csapadékvíz szennyezőanyag terhelését. A zöldtetők típusuk, kialakításuk függvényében 22–70%-kal képesek csökkenteni a lefolyási csúcsokat a hagyományos tetőszerkezetekhez, nem zöldtetőkhöz képest. [7] Kapacitáshatáron működő vízelvezető rendszerek ellátási területén új építési engedély kiadását sok esetben ahhoz kötik, hogy mekkora a maximális megengedett csapadékvíz lefolyás erős esőzés esetén. Az ilyen feltételek csak csapadékvisszatartással teljesíthetők – felszín alatti, nem víztömör lefolyás-csillapító tároló, vagy zöldtető, esőkert stb. építésével.

A lefolyási csúcsok mérséklésében, vízvisszatartásban, így a lefolyó víz mennyiségében a közegkeverék vastagsága, összetétele döntő szerepet játszik. Mérések igazolják azt is, hogy a mérsékelt klímaövben a zöldtetők vízvisszatartása évszakfüggő, nyáron 61–75%, télen 6–18% [8], [9].

Ahogyan a visszatartott víz mennyisége, úgy a lefolyás-késleltetés ideje is szerkezetfüggő. Már a 8 cm vastagságú ültetőközeggel épített zöldtető is jelentős időbeli és mennyiségi változást okozott a lefolyásban.

A zöldtetőről összegyűjthető víz hasonlóképpen hasznosítható, mint az egyéb felületekről begyűjtött csapadék, figyelembe véve, hogy szennyezettsége erősebb lehet, így eltérő kezelést igényel felhasználás előtt. Lehetséges felhasználási területek a WC-öblítés, mosás-takarítás, locsolás stb.. A mennyiségi hasznosítást megelőzően az összegyűjtött esővíz hőkapacitása is kihasználható: alacsony sótartalma miatt gazdaságilag különösen előnyös adiabatikus épülethűtésre.

Összegzés

Magyarország földrajzi elhelyezkedése következtében a klímaingadozás hatásaira fokozottan érzékeny. Az időjárási események várható változásai szélsőséges vízjárást, naptári éven belül magasabb hőmérsékletingadozást idézhetnek elő. A ma jelentős energia- és vízfogyasztónak minősülő épületek hatékonyságát ezen erőforrások felhasználásában minden rendelkezésre álló módszerrel növelnünk kell. Az elmúlt 25 évben hazánkban hozzávetőlegesen 400 000 m2 zöldtető épült. Mind a hazai, mind a nemzetközi tapasztalatok azt mutatják, hogy a zöldtető célszerű eszköz a fenntarthatóság, víz- és energiahatékonyság felé vezető úton, élhető települések létrehozásában.

1Eltekintve a zöldtető telepítését követő néhány héttől, ekkor a növények megeredéséhez locsolás szükséges.
2A fenntartható csapadékvíz-gazdálkodás fő elve, hogy a lehulló csapadékot helyben tartsuk, „hasznát vegyük” épületen belül vagy kívül, és csak a felesleges mennyiséget vezessük el.

3A jól működő szűrőhatás a „beállt” zöldtetőkre igaz, a frissen telepített extenzív zöldtetőkről az első esőzések szennyező anyagokat ragadhatnak magukkal.

Irodalomjegyzék

[1] Somlyódy László (2011): A világ vízdilemmája. Magyar Tudomány, 1. kötet 12, pp. 1410-1424
[2] Szőke Andrea (2015): Extenzív zöldtetők, és azokon alkalmazott egyes Sedum fajok komplex értékelése (PhD-értekezés)
[3] ZEOSZ: Zöldtető rétegrendje, 2012.
[4] Garai Péter (2011): Kevesebb költség, kisebb környezetterhelés – BREEAM a gyakorlatban.
[5] Gelesz Adrienn (2013): LEED, BREEAM, DGNB.Elektronikus forrás, BME
[6] Stefan, Claus et al. (2010): Konzepte der Regenwasserbewirtschaftung. Berlin
[7] Horváthné Pintér Judit–Mrekva László (2011): A zöldtetők szerepe a csapadékvíz felhasználásban és átmeneti tározásában a városi területeken.
[8] Amy, M. et al (2005): Hydrologic and water quality performance from green roofs in Goldsboro and Raleigh, North Carolina. Washington DC, 2005.
[9] Michal, Klobucník (2012): Metodické usmernenie k integrovanej obnove poškodených území intravilánov miest a obcí Slovenskej republiky.
[10] Marco, Schmidt (2007): Regenwasserkonzept Potsdamer Platz Berlin. TU Berlin

***

1. ábra. Zöldtető egyenes és fordított rétegrendje. Forrás: [3]
2. ábra. Hagyományos és zöldtető energiamérlege június hónapban. Forrás: [6] alapján saját szerkesztés

Eördöghné Dr. Miklós Mária
adjunktus
Pécsi Tudományegyetem Műszaki és Informatikai Kar Gépészmérnöki Tanszék

A szerzõ egyéb cikkei:

  Vízhigiénia az épületgépészetben a Legionella rendelet tükrében

Eseménynaptár

Hirdetés
Kiadja a Média az épületgépészetért Kft.
Szerkesztőség és kiadóhivatal:
H-1112 Budapest, Oltvány u. 43. I/2.
Telefon: +36 (1) 614 5688
E-mail: kiado@magyarinstallateur.hu

 
Előfizetésben terjeszti a Magyar Posta Zrt. Hírlap Igazg.
Előfizetés és reklamáció: +36 (1) 767-8262
E-mail: hirlapelofizetes@posta.hu
 
 
elfelejtettem a jelszavam