Zielone Ściany, czyli sposób na oszczędzanie energii
Czym są zielone ściany?
Co do zasady termin „zielona ściana” (ang. green wall) oznacza wertykalną uprawę roślin w doniczkach umieszczonych na specjalnych stelażach. Innym, choć podobnym zwrotem jest „zielona fasada” (ang. green facade). To określenie oznacza uprawę roślin takich jak bluszcz, tak aby pięły się po ścianie zewnętrznej budynku.
W przypadku zielonej fasady pnącze może opierać się bezpośrednio na elewacji budynku, lub na specjalnie zamontowanej w tym celu siatce. O ile zielone ściany są dość nowym pomysłem, o tyle rośliny pnące się po fasadach to rzecz „stara jak świat”. Wystarczy przywołać pokryte bluszczem mury zamku w Malborku.
Co lepsze zielone ściany czy fasady?
W tym artykule przyjrzymy się krótko obu koncepcjom w zastosowaniu na zewnątrz budynku i płynących z takich rozwiązań korzyści w postaci oszczędności prądu. Nie będziemy omawiać zielonych ścian montowanych wewnątrz domów czy biurowców, gdzie pełnią funkcję głównie estetyczną. Przytoczymy natomiast wyniki ciekawych badań naukowych z Hiszpanii.
Zarówno zielone ściany jak i fasady mają swoje wady i zalety. Niewątpliwie jedno i drugie rozwiązanie wygląda efektownie. Jednakże zielone ściany siłą rzeczy są droższe w montażu i utrzymaniu. Wymagają specjalnych stelaży z doniczkami, które trzeba jeszcze wypełnić substratem. Do tego dochodzi koszt sadzonek, oraz systemu nawadniania.
Prostszym i tańszym rozwiązaniem wydają się zielone fasady. W tym przypadku rośliny ukorzenione są w gruncie pod budynkiem. Taka konstrukcja jest dość naturalna i czasem może nawet pojawić się spontanicznie. To rozwiązanie jednak wymagać wielu lat czekania, zanim roślina w pełni obrośnie ścianę.
Na budynku dobrze jest zamontować dodatkowo siatkę, po której rozrastać się będzie pnącze. W ten sposób powstanie swego rodzaju „podwójna warstwa”. Ponadto, taki zabieg pozwala zminimalizować ewentualne uszkodzenia elewacji.
Jakie zalety mają zielone ściany i fasady
Oprócz walorów estetycznych, zielone ściany mogą spełniać inne funkcje. Według badań z Hiszpanii latem zielone ściany mogą ograniczać zużycie energii na klimatyzację aż o 50 % (Coma i in. 2017).
Aby to zbadać, naukowcy zbudowali trzy identyczne budynki wielkości niedużej szopki (widoczne na zdjęciach). Następnie na jednym z nich stworzyli zieloną ścianę z wykorzystaniem kocanki oraz rozmarynu. Drugi budynek pokryto winobluszczem pnącym się po przytwierdzonej do ściany siatce. Ostatnią budowlę pozostawiono „gołą”.
W każdym budynku zamontowano pompę ciepła z zadaną temperaturą docelową (identyczną w każdym budynku). Doświadczenie przeprowadzono w miesiącach letnich (czerwiec, lipiec). Po dwóch tygodniach eksperymentu sprawdzano zużycie prądu.
Tabela 1 Całkowite zużycie energii elektrycznej przez pompy ciepła w badanych budynkach. Badania przeprowadzono w Kataloni (Puigverd de Lleida ) w Hiszpanii (Coma i in. 2017).
| Okres | Docelowa temperatura powietrza dla pompy ciepła (°C) | Czas trwania pomiarów (dni) | Całkowite zużycie energii (kWh) | Oszczędność energii (%) | |||
| Zielona ściana | Zielona fasada | Kontrola („gołe ściany”) | Zielona ściana | Zielona fasada | |||
| Czerwiec 2015 | 18 | 10 | 24,63 | 33,99 | 37,78 | 31 | 5 |
| Czerwiec 2015 | 21 | 11 | 11,98 | 16,72 | 20,98 | 43 | 20 |
| Lipiec 2015 | 24 | 12 | 13,04 | 21,01 | 31,75 | 59 | 34 |
Dokładne wyniki eksperymentu pokazano w tabeli 1. Zarówno zielona ściana jak i fasada przyczyniły się do obniżenia zużycia prądu przez system chłodzący w porównaniu do kontroli (budynku o „gołych ścianach”). Oznacza to, że w obu tych przypadkach pompa ciepła miała mniej pracy do wykonania i stąd mniejszy pobór energii.
Naturalna oszczędność
Dzięki obecności roślin na zewnętrznych ścianach budynków temperatura w ich wnętrzach nie nagrzewała się tak bardzo jak w budowli o gołych ścianach. Jednocześnie oszczędność prądu zużytego na działanie pompy ciepła okazała się być mniej więcej dwukrotnie większa w przypadku zielonych ścian niż w przypadku zielonych fasad. Należy jednak podkreślić, że w obu tych wariantach różnica w zużyciu energii elektrycznej w porównaniu do budynku o „gołych murach” robi wrażenie.
Przykładowo przy docelowej temperaturze powietrza ustawionej na 21 °C, oszczędność energii zużytej na pracę pompy ciepła wynosiła aż 43 % w budynku pokrytym zieloną ścianą i aż 20 % w budowli porośniętej pnączem. Należy też zauważyć, że sam fakt otulenia budynku doniczkami z substratem oraz systemem nawadniającym pełnił istotną funkcję izolacyjną. W badaniu nie brano pod uwagę kosztów podlewania roślin.
Oczywiście klimat w Polsce jest zdecydowanie chłodniejszy niż w Hiszpanii więc problem kosztów pracy klimatyzacji wydaje się być mniej palący. Mimo to również w kraju nad Wisłą w wielu miejscach (szczególnie w biurowcach, zakładach pracy) w miesiącach letnich namiętnie korzysta się z klimatyzacji, aby ochłodzić temperaturę powietrza. Obniżenie kosztów wynikające z pokrycia zewnętrznych ścian budynku roślinami, może zatem wiązać się z dużymi oszczędnościami również w Polsce.
Dlaczego to działa?
Badania wykonane w dużo bliższym nam geograficznie Berlinie pokazały, że zewnętrzna ściana budynku porośnięta bluszczem pospolitym może być aż o 12,3 °C chłodniejsza od „gołej ściany” w tym samym miejscu (Hoelscher i in., 2016). Pomiary wykonywano w południe na początku sierpnia. Najważniejszym powodem jest zacienienie budynku przez roślinę.
Ten prosty mechanizm pełni główną funkcję w stabilizacji temperatury wewnątrz budowli. Oprócz tego pewną rolę (choć mniejszą) w uzyskaniu tego efektu odgrywa także transpiracja, a także zapewnianie dodatkowej warstwy izolacyjnej przez rośliny. Jak już wspominano, w przypadku zielonych ścian wydaje się, że sam fakt pokrycia budynku doniczkami wraz z systemem nawadniania już dużo zmienia. Jednocześnie, gdyby ktoś chciał pokryć budowlę taką konstrukcją, ale bez umieszczania w niej roślin, to efekt zapewne nie byłby tak spektakularny.
Jakie rośliny na zielone ściany?
Decydując się na dobór gatunków przy projektowaniu zielonych ścian i fasad, niezmiennie polecamy rodzime, dobrze przystosowane do naszych warunków gatunki roślin. W przypadku pnączy będzie to oczywiście bluszcz pospolity. Roślina ta jest zimozielona, co dodatkowo może stanowić dużą zaletę. Można także poeksperymentować z chmielem zwyczajnym. Stanowczo odradzamy zastosowanie w naszym kraju winobluszczu, ponieważ jest to gatunek obcy i z tego powodu stanowić może zagrożenie dla środowiska.
W przypadku zielonych ścian w doniczkach wybór jest dużo większy i dzięki temu wykazać się można pewną fantazją. Niemniej tu również polecamy gatunki rodzime. Mogą to być przykładowo rośliny takie jak krwawnik pospolity, kocanki piaskowe, wrotycz pospolity, zanokcica skalna, albo rozchodnik ostry i wiele innych.
Zastosowanie rodzimych roślin może przy okazji stanowić realne wsparcie dla lokalnej bioróżnorodności. Z pewnością skorzystać z niej mogą owady. Projektując zieloną ścianę można przykładowo stworzyć wertykalną łąkę kwietną, albo murawę naskalną.
Literatura
Coma, J., Pérez, G., de Gracia, A., Burés, S., Urrestarazu, M., & Cabeza, L. F. (2017). Vertical greenery systems for energy savings in buildings: A comparative study between green walls and green facades. Building and environment, 111, 228-237.
Hoelscher, M. T., Nehls, T., Jänicke, B., & Wessolek, G. (2016). Quantifying cooling effects of facade greening: Shading, transpiration and insulation. Energy and Buildings, 114, 283-290.
