Наші славні Збройні Сили у важких боях метр за метром звільняють українську землю від російської навали. Пошкодження будівель досягають 95-100 %. Забруднення довкілля безпрецедентне через застарілі снаряди з токсичним паливом, пошкоджені екологічно небезпечні об’єкти, не вивезені тіла загиблих тощо. На сьогодні додалося руйнування гребель, зокрема Каховської ГЕС. Це – катастрофи планетарного значення, які призвели до змиття безпрецедентної кількості паливно-мастильних матеріалів, відходів та інших забруднювачів. Зрозуміло, що відновлення порушеної природної рівноваги вимагає від будівництва таких рішень, які не просто зменшують шкідливий вплив, а й чинять позитивний вплив на довкілля. І це можливо в рамках «зеленого» будівництва.
Тетяна Ткаченко
д. техн. наук, професорка, старша дослідниця, завідувачка кафедри технологій захисту навколишнього середовища та охорони праці, академікиня Академії технічних наук України та Академії Будівництва України, членкиня технічного комітету ТК-82, експертка МОН і НАЗЯВО, знана в Україні та далеко за її межами експертка в галузі «зелених конструкцій» та зелених стандартів, постійно бере участь у міжнародних проєктах і грантових програмах у галузі зеленого будівництва, кліматичних змін і сталого розвитку, викладає курси лекцій у міжнародних тренінгових програмах під егідою ООН за підтримки провідних світових держав.
Віктор Мілейковський
д. техн. наук, професор, старший дослідник, професор кафедри теплогазопостачання і вентиляції Київського національного університету будівництва і архітектури, академік Академії технічних наук України та Академії Будівництва України, експерт МОН, спеціаліст у галузі енергоефективності будівництва, опалення, вентиляції та кондиціонування повітря, а також моделювання методами обчислювальної гідродинаміки, постійно бере участь у міжнародних наукових конференціях, симпозіумах, круглих столах, форумах тощо, викладає курси лекцій у міжнародних тренінгових програмах під егідою ООН за підтримки провідних світових держав
Відновлення нормального життя вимагає нестандартних рішень. Адже енергонезалежність нашої країни означатиме неможливість шантажу з боку агресора. Енергонезалежність означає ефективне споживання енергоресурсів. Кожна громадянка і кожен громадянин нашої держави зобов’язані долучитися до цього процесу. Це – наш внесок у Перемогу та стабільний мир. І це при тому, що наша економіка значно пошкоджена війною, і на післявоєнне відновлення катастрофічно бракує коштів.
Ефективне рішення цього завдання відоме ще кілька тисячоліть тому, і це – «зелені конструкції», які поєднують будівельні конструкції з живими рослинами. Зокрема, рослини здатні знерухомити або значно уповільнити рух повітря між ними. А повітря є найкращим теплоізоляційним матеріалом серед усіх наявних у природі. Тому рослинний шар надає будинку додаткове утеплення, тобто зберігає як тепло взимку, так і «прохолоду» влітку. Останні результати математичного моделювання показали, що рослинний шар здатен утеплити навіть найсучаснішу стіну за нормами 2022 р. до 20 %. У старих радянських будинках стіни буде утеплено удвічі.
Звичайна будівельна теплоізоляція так само, як і наш одяг або шерсть тварин, не зігрівають, а лише зберігають тепло або «холод». А рослини здатні активно охолоджувати себе, а значить, і стіни або дах. Принцип той же, що й у водограю, водоспаду або просто на березі річки чи водойми. Волога випаровується, а для цього потрібна енергія. Ця енергія забирається з довкілля, завдяки чому знижується температура. Цей процес спеціалісти з вентиляції та термодинаміки називають випарним охолодженням, а ботаніки – транспірацією (лише від листя) або евапотранспірацією (від ґрунту і листя). Таку властивість з давніх-давен використовують дрібні живі істоти, які ховаються у траві від спеки. Спеціалісти в галузі «зелених конструкцій» називають цю властивість «охолоджувальний ефект».
Також листопадні рослини ефективно керують сонячною радіацією. Наприклад, стіна увита листопадними ліанами, не нагріватиметься сонячним промінням. Частина променів відбиватиметься від листя, а частина поглинатиметься і перетворюватиметься на біомасу, а не на тепло. Спеціально розміщені листопадні дерева та кущі поруч з будинком, на «зелених» покрівлях або терасах, можуть на літо затінювати вікна (або світлові ліхтарі на даху). Взимку листя опадає, а сонячне проміння обігріває поверхню стіни або безпосередньо приміщення. Таким чином отримуємо подвійний ефект – зменшення витрати енергії як на кондиціонування повітря, так і на опалення. Єдине, що доведеться за це сплатити, – це раз на рік прибрати листя.
Залишилося питання, а що кожен з нас може зробити в цьому перспективному напрямі відновлення України. І виявляється, кожен може долучитися, незалежно від статків.
Вертикальне озеленення фасадів та «зелені стіни»
Вертикальне озеленення фасадів – це найбільш простий тип озеленення, доступний абсолютно кожному. Якщо біля будинку є газон або вільна земля, то на відстані не менше 0,5 м необхідно посадити ліани і спрямувати їх у напрямку фасаду або зачепити за фасад (рис. 1). При виборі місця необхідно уникнути перешкоджання руху людей і транспортних засобів. Далі ліани самі будуть підніматися вгору і створювати додаткове утеплення взимку та надавати прохолоду влітку завдяки охолоджувальному ефекту. Найбільш доступним є дикий виноград п’ятилистий, який має латинську назву Parthenocissus quinquifolia. Його можна безперешкодно взяти в лісі або придбати за мінімальні кошти. А восени його листя набуває красивого жовтого або червоного кольору. Також доступними є плющі (латинська назва Hedera). За фінансової можливості можна висадити більш цінні види, наприклад дикий виноград тригострий (Parthenocissus tricuspidata), який у багатьох регіонах внесений до Червоної книги, сортові виногради тощо.
Рис. 1. Схема вертикального озеленення
Якщо ж можливості висадити ліани у ґрунт немає, то використовують лотки або діжки (рис. 2). Не минуло й року з моменту висадження, а вже практично повністю закрито вертикальну частину входу в напівпідвал. 
Рис. 2. Приклад лоткового озеленення (перший рік)
Авторський досвід показує, що дикий виноград і сортові виногради можуть закрити 4-5 поверхів. Якщо ж об’єкт малий, то ліани переходять на дах і озеленюють його. Це можна назвати вертикально-горизонтальним озелененням. Для прикладу, на Подолі в Києві повністю озеленено групу малих архітектурних форм, що дозволило забезпечити естетичний вигляд і сприятливий мікроклімат як всередині них, так і між ними (рис. 3).
Рис. 3. Озеленення малих архітектурних форм на Подолі в Києві
Ось приклад незламності і стійкості, який подає нам вертикальне озеленення фасадів. Ця історична світлина (рис. 4) демонструє, як внаслідок влучання ракети будівля сильно пошкодилася, а вертикальне озеленення вистояло і навіть частково зменшило вплив вибухової хвилі на частини стіни за нею.
Рис. 4. Вертикальне озеленення, що на відміну від будівлі витримало ракетну атаку (м. Київ)
Для висотних будівель мешканці можуть розмістити лотки або діжки на балконах чи спеціальних кріпленнях на стінах. Вважати вертикальне озеленення рішенням «для бідних» неправильно. Подібні типи озеленення часто можна зустріти на замках.
На відміну від вертикального озеленення, «зелені» фасади є готовим рішенням для озеленення будинків довільної висоти (рис. 5). Такі рішення є досить дороговартісними, і в нашій країні їх застосовують у дорогому будівництві.
Рис. 5 – Система фасадного озеленення Vertigreen від ZinCо:
1 – система поливу; 2 – модуль вертикального озеленення; 3 – кріплення; 4 – лист базової поверхні; 5 – алюмінієвий профіль; 6 – рослинний покрив; 7 – водоприймальний лоток
«Зелені дахи» та авторське горизонтальне озеленення дахів
«Зелені дахи» зазвичай є спеціальною системою, що складається з багатьох шарів різного призначення. Корені рослин створюють велику руйнівну силу. Небагато покриттів дахів здатні її витримати. Зазвичай Шаолінь асоціюється з китайськими єдиноборствами. І мало хто помічає ще одну не менш визначну деталь цього китайського монастиря – зелені покрівлі, що виникли безпосередньо на китайській черепиці. Остання затримує пил і утворює субстрат, на якому сіється трава (рис. 6). І головне, черепиця витримує тиск коренів.
Рис. 6. Зелений дах монастиря Шаолінь (Китай) безпосередньо на черепиці
В інших випадках потрібен спеціальний антикореневий шар. Не менш важливими є дренаж для уникнення заливання під час злив, гідроізоляція й пароізоляція для захисту будівлі від вологи, теплоізоляція тощо. Субстрат приймається полегшений задля зменшення навантаження на конструкції. Використання ґрунту не доцільне. Показана на рисунку 7 авторська «зелена покрівля» (автор-розробник Т.М. Ткаченко) містить лише вітчизняні матеріали і має мінімальну вартість серед аналогів. Але вона залишається дорогою для будівель економ-класу.
Рис. 7. Інверсійна «зелена покрівля» інтенсивного типу:
шари: 1– рослини; 2 – субстрат; 3 – фільтрувальний шар з термоскріпленого геотекстилю; 4 – дренаж з керамзиту; 5 – бар’єр для коренів зі склополотна; 6 – утеплювач з екструзійного пінополістиролу; 7 – пароізоляція (пароізоляційна плівка УкрСпан); 8 – гідроізоляція єврорубероїд; 9 – армована цементно-піщана стяжка; 10 – похилоутворювальний шар з керамзиту; 11 – несуча основа – залізобетонна плита перекриття; 12 – водозлив
«Зелені покрівлі» класифікують як екстенсивні, що потребують мінімуму догляду і не передбачають перебування людей, слабкоінтенсивні – сади на даху обмеженої функціональності, інтенсивні – повноцінні сади на даху. Шаолінські покрівлі слід зарахувати до екстенсивних. А прикладом інтенсивної покрівлі є авторська покрівля степового типу (рис. 8).
Рис. 8. Авторська інтенсивна покрівля степового типу (автор-розробник Т.М. Ткаченко)
У жодному разі не можна нехтувати певними шарами задля здешевлення конструкції. Є приклади невдалого здешевлення, коли «зелену покрівлю» було виконано шляхом накривання даху поліетиленовою плівкою і засипання в неї ґрунту. Корені дуже швидко порушили плівку, волога просочилася до конструкцій будинку і активувала зростання грибків та плісняви.
Здешевлення конструкції можливе лише з використанням горщикового, діжкового або лоткового озеленення дахів окремо або в будь-якій комбінації. Ця система передбачає розташування окремих горщиків, діжок і лотків на покрівлі (рис. 9). Через це таке озеленення зазвичай не має суттєвого впливу на теплотехнічні характеристики, адже більшість площі покрівлі залишається відкритою.
Рис. 9. Приклад горщико-лоткового озеленення покрівлі
Цей недолік насправді долається дуже просто. Авторське горизонтальне озеленення покрівлі передбачає діжкове і лоткове озеленення з висадженням повзучих, ґрунтопокривних рослин та/або ліан, здатних як до вертикального зростання, так і до горизонтального (рис. 10). Рослинний шар такого озеленення має всі переваги, навіть у більшому ступені. А як діжки або лотки можна використати вторинні посудини, наприклад відпрацьовані будівельні посудини, залишки снарядів відповідної форми, покришки тощо. Асортимент рослин передбачає вже зазначені види дикого винограду, плющі, а в разі можливості встановити велику кількість діжок стане у пригоді і ялівець козацький (Juniperus sabina L.) Така конструкція не вимагає суттєвих капітальних вкладень і може бути зроблена самостійно. Її було названо «горизонтальне озеленення даху».
Рис. 10. Горизонтальне озеленення даху
Таким чином, вертикальне, вертикально-горизонтальне і горизонтальне озеленення на відміну від готових систем «зелених дахів» та «зелених стін» можна виконати самостійно, і воно не вимагає глибоких знань механіки або біології. І це може бути внеском кожного в загальну справу енергоефективності, енергонезалежності та Перемоги України з подальшим довготривалим миром.
Міфи та хибні уявлення про «зелені» конструкції
Автори постійно стикаються з думкою, що «зелені» конструкції призначені лише для елітного будівництва. Цей міф уже розвінчано в цій статті, адже вертикальне, вертикально-горизонтальне та горизонтальне озеленення може зробити кожен з мінімальними затратами.
Ще один поширений міф – під вертикальним/горизонтальним озелененням виникає дуже висока відносна вологість, а значить, розводиться пліснява і грибки. Найпростіше розвінчати цей міф, якщо пройтися містом і подивитися на стан стін з вертикальним озелененням. Авторам поки що не вдалося знайти хоча б одну стіну з пліснявою або грибком. Пліснява виникає від нестачі вентиляції в приміщеннях, особливо вологих (туалети, ванни, басейни тощо). Ось приклад (рис. 11) пошкодженої ракетами стіни в м. Києві. Її озеленення засохло, що оголило оздоблення. Бачимо, що його стан відмінний без слідів грибків або плісняви.
Рис. 11. Пошкоджена ракетами стіна з вертикальним озелененням у м. Києві:
видно хороший стан оздоблення без плісняви та грибків
Поширеною є думка, що в приміщення озеленених будівель масово залітають і заповзають комахи. Варіантом такого міфу є начебто постійні проблеми з мишами і пацюками в озеленених будівлях. Проблеми з комахами дійсно можуть траплятися в озеленених будівлях, якщо це озеленення виконано неправильно. Прикладом є китайський житловий будинок (рис. 12) з лісами на балконі, у якому через неправильно виконану дренажну систему масово розводяться комарі і не дають людям жити.
Рис. 12. Китайський житловий будинок
Саме тому дуже важливо правильно виконувати «зелені» конструкції. При цьому не буде утворюватися штучне «болото», необхідне для розвитку комарів чи інших комах, які жалять. Як показує багаторічна практика, шкідливі комахи і тварини при правильному виконанні «зелених» конструкцій не турбують мешканців. А якщо у приміщення потрапить, наприклад, окреме сонечко, то ніякої проблеми воно не створить, а навпаки, буде радувати дітей.
Ще одна думка, яку нещодавно довелося почути, – озеленення конструкцій абсолютно непотрібне, оскільки краще збільшити товщину теплоізоляції. Насправді одне одного не усуває, а доповнює. Проте теплоізоляція вирішує лише одне завдання – зберегти тепло («холод»). А «зелені» конструкції додатково не лише охолоджують влітку, а й одночасно вирішують різні завдання. Зокрема, рослини очищують повітря від забруднювачів, знищують хвороботворні мікроорганізми й віруси, тобто покращують здоров’я. Дуже важливо, що рослини створюють близьке до природного і дружнє до людини оточення, яке заспокоює, підвищує продуктивність праці, якість відпочинку, сприяє відновленню після травматичних для психіки ситуацій, зокрема колишньої пандемії і теперішньої війни. Тому ця думка теж не може бути визнана правильною.
Таким чином, немає об’єктивних перешкод до широкого впровадження «зелених» конструкцій. Є лише два гальма:
- практична відсутність в Україні нормативних документів, які регламентують «зелені» конструкції;
- недостатнє інформування наших громадян щодо позитивних ефектів та особливостей впровадження цього важливого елемента «зеленого» будівництва.
Слід відзначити і недостатність світової нормативної бази. Переважна більшість норм стосуються тільки «зелених» дахів. Серед позитивних ефектів за нормами можна розрахувати лише затримання дощової води. Завдяки розробленим методам і отриманим результатам досліджень щодо позитивних ефектів, які проводяться в Київському національному університеті будівництва і архітектури, зараз в України є реальний шанс стати світовою лідеркою у сфері нормування «зелених» конструкцій. І першими ластівками стануть два Державні стандарти України, які вже долучено до Програми робіт з національної стандартизації:
- Захист довкілля. Зелені конструкції. Технічні умови;
- ДСТУ Захист довкілля. Зелені конструкції. Метод випробування тепломасообмінних процесів у рослинних шарах.
Розробляє стандарти Національний технічний комітет стандартизації ТК-82. Науковою керівницею розроблення цих стандартів є членкиня цього ТК Тетяна Ткаченко, авторка цієї статті.
Висновки
Певні види «зелених конструкцій» можна влаштувати самостійно без залучення спеціальних знань та техніки. Це – вертикальне, вертикально-горизонтальне та горизонтальне озеленення. Такі конструкції матимуть суттєвий теплотехнічний ефект і будуть нашим внеском в енергонезалежність держави та довготривалий мир після Перемоги України.