الأسطح الخضراء: الخصائص والأنواع والفوائد والعيوب - بيئة - 2025

A سقف أو الأخضر سقف هو الطابق العلوي من مبنى أو منزل حيث تم تأسيس التربة السطحية. هذه التقنية لها أسلافها في الأسطح العشبية الحية القديمة في النرويج واكتسبت زخمًا في ألمانيا خلال الستينيات.

الغرض من الأسطح الخضراء هو توفير الطاقة ، وتنظيم درجة الحرارة ، وتصفية الهواء ، وامتصاص ثاني أكسيد الكربون ، وإدارة مياه الأمطار بكفاءة. لذلك ، فهي تقنيات ذات وظيفة بيئية وليست مجرد مناطق على السطح حيث يتم ترتيب نباتات الأصص.

أسطح خضراء في قاعة المدينة في شيكاغو (الولايات المتحدة). المصدر: TonyTheTiger

لعمل سقف أخضر ، يجب إجراء إعداد خاص للدعم الذي سيتم إنشاء المحصول عليه. يتكون من نظام متعدد الطبقات في قاعدته عبارة عن طبقة عازلة إضافية لغطاء السقف العلوي.

بعد ذلك ، يتم وضع سلسلة متتالية من الطبقات التي تسمح بالصرف ، وتمنع تطور الجذور نحو السقف وتوفر ركيزة مناسبة للنباتات.

توجد أسطح خضراء من أنواع مختلفة ، مثل الأسطح الواسعة ذات الحمل المنخفض والصيانة المنخفضة ، مع غطاء نباتي عشبي أو عصاري. وبالمثل ، هناك أنواع مكثفة ذات حمولة عالية وصيانة تشمل من الحشائش إلى الأشجار والأخرى شبه المكثفة التي تعتبر متغيرات وسيطة.

توفر الأسطح الخضراء فوائد مختلفة مثل التنظيم الحراري وتوفير الطاقة وتنقية الهواء واستخدام المياه والترفيه وغيرها. العيوب هي المخاطر الهيكلية التي يمكن أن تنطوي عليها المباني وتكاليف الصيانة.

مميزات

الكنيسة ذات الأسطح الخضراء في أيسلندا. المصدر: ايرا غولدشتاين

التاريخ

تقع أسلاف الأسطح الخضراء في النرويج بين القرنين السابع عشر والتاسع عشر عندما كانت الأسطح مغطاة بالأرض وتم وضع العشب. تم استخدام هذه التقنية بشكل أساسي لتنظيم درجة حرارة المنزل.

في وقت لاحق ، خلال القرن التاسع عشر ، استخدم المستوطنون في الولايات المتحدة هذه التقنية لحل النقص في الأخشاب لأسطح المنازل.

أيضًا ، في ألمانيا في نفس القرن التاسع عشر ، تم بناء المنازل بسقوف مغطاة بالقطران كعزل للماء تسبب في حرائق مدمرة. لهذا السبب ، اقترح عامل بناء الأسقف كوخ تغطية الأسقف بالرمل والحصى لتقليل مخاطر الحريق.

سمح هذا النوع من الركيزة بتطوير الأعشاب بطريقة طبيعية تغطي السقف بالكامل وتجعله مقاومًا للماء ومقاومًا للغاية. في الواقع ، بحلول عام 1980 ، كانت لا تزال هناك منازل بهذه الأسطح الأصلية في حالة جيدة.

تطور الارتفاع الحديث للأسطح الخضراء من مبادرات في ألمانيا في الستينيات. تشير التقديرات حاليًا إلى أن حوالي 10٪ من الأسطح في ألمانيا خضراء.

انتشر هذا الاتجاه في العديد من البلدان في كل من أوروبا وأمريكا حيث يمكنك العثور على مبانٍ مهمة ذات أسطح خضراء. من بين هؤلاء ، لدينا مطار فرانكفورت (ألمانيا) ، ومكتبة فانكوفر العامة (كندا) ، وقصر أومني للرياضة في باريس (فرنسا) ، وبنك سانتاندير في مدريد (إسبانيا).

مكونات

يتكون السقف الأخضر من نظام متعدد الطبقات يتكون من سلسلة من الطبقات بوظائف محددة. هذه الوظائف هي منع التسرب وتصريف المياه وتوفير الركيزة للنباتات.

طبقة العزل المائي

من العناصر المركزية في الأسطح الخضراء منع التسرب لأن الغطاء النباتي يحتفظ بنسبة كبيرة من المياه. حتى عندما تستهلك النباتات بعض هذه الرطوبة ، يجب التخلص من الفائض بشكل صحيح.

بالإضافة إلى ذلك ، يجب التأكد من أن العزل المائي طويل الأمد لأن تكاليف الإصلاح مرتفعة لأن النظام العلوي بأكمله يجب تفكيكه.

طبقة الصرف الصحي

يجب إنشاء طبقة فوق طبقة العزل المائي مصممة للسماح بتصريف المياه الزائدة. إنها طبقة هيكلية تسمح بحركة الماء بين الطبقة السفلية المقاومة للماء والطبقة العلوية المضادة للجذر.

طبقة مضادة للجذر

أحد مخاطر الأسطح الخضراء هو الضرر المحتمل الذي تمثله الجذور لهيكل السقف. يمكن أن تكون الجذور شديدة التطور ويمكن أن تسبب مشاكل في تغطية السقف مثل التسربات أو أضرار هيكلية أكثر خطورة.

لهذا السبب ، من الضروري وضع طبقة تمنع نمو الجذور خارج طبقة الركيزة.

طبقة الركيزة

تتطلب النباتات ركيزة تتجذر فيها وتزودها بالعناصر الغذائية الأساسية لتطورها وبقائها. يمكن أن تتكون هذه الركيزة من خليط من التربة أو ركيزة اصطناعية ماصة يتم ريها بمحلول مغذي.

التربة السطحية

أخيرًا ، تزرع الأنواع المختارة على طبقة الركيزة التي تم إنشاؤها. يعتمد اختيار الأنواع المراد زراعتها على عوامل مثل الظروف المناخية والظروف الهيكلية للسقف ومعايير التصميم المعمول بها.

نظام الري

اعتمادًا على الظروف المناخية في المنطقة ، من المحتمل أن يتطلب السطح الأخضر الري لفترة واحدة على الأقل في السنة. إذا لزم الأمر ، يوصى بالري بالتنقيط للاستخدام الأكثر كفاءة للمياه.

أنواع

أسطح خضراء في فرنسا. المصدر: SiGarb

أسطح خضراء واسعة

إنها صيانة منخفضة ، ويتم تثبيتها بشكل عام في أماكن يصعب الوصول إليها وتشمل بشكل أساسي النباتات العشبية والنضرة. من ناحية أخرى ، اعتمادًا على الأنواع المختارة والمنطقة الجغرافية ، قد لا يكون من الضروري تطبيق الري أو التسميد.

يبلغ سمك الركيزة النباتية 5-20 سم لأن الأنواع المزروعة لها جذور ضحلة وتنمو أفقيًا. لا يتجاوز وزنه الأقصى المشبع بالماء 200 كجم / م 2 وتستمر عملية نضجه حوالي أربعة إلى ستة أشهر.

الأسطح الخضراء المكثفة

وهي مصممة بشكل عام لتكون في متناول الناس ويمكن استخدامها للترفيه. صيانتها مكثفة وتتطلب ريًا وتسميدًا مستمرين.

يمكن أن يشمل هذا النوع من الأسطح الخضراء مجموعة واسعة من الأنماط الحيوية والأنواع من الأشجار والشجيرات ذات الأحجام المختلفة والنباتات العشبية. إمكانيات التصميم رائعة جدًا ويمكن الجمع بين الألوان الورقية وألوان الزهور.

يوصى باستخدام الأنواع التي تتكيف مع الظروف المناخية لموقع المشروع. تتراوح طبقة الركيزة النباتية من خمسة وثلاثين سنتيمترا إلى أكثر من متر واحد.

يمكن أن يتراوح الحمل الإنشائي في هذا النوع من الأسطح من 250 كجم / م 2 إلى 1200 كجم / م 2 ويمكن أن يستغرق نضجها عدة سنوات.

أسطح خضراء شبه مكثفة

اجمع بين التصميمين وقسم الحمولة وفقًا للخصائص الهيكلية للممتلكات. يتراوح سمك الركيزة من 12 إلى 30 سم ويمكن أن يتراوح وزن هذه التركيبات بين 120 و 250 كجم / م 2.

أسطح خضراء حسب الغرض

وبالمثل ، يمكن أيضًا تصنيف الأسطح الخضراء وفقًا لاستخداماتها الخاصة. لذلك ، توجد أسطح خضراء للحدائق ومجمعات المياه ومولدات الطاقة وللاستجمام وغيرها.

كيفية صنع أسطح خضراء

أسطح خضراء في جزر فارو (الدنمارك). المصدر: Erik Christensen، Porkeri (Contact at the Danish Wikipedia)

هناك العديد من البدائل المادية والتصميمية لإنشاء سقف أخضر. يعتمد اختيار الأنسب على الخصائص الهيكلية للعقار والميزانية المتاحة والاستخدام.

يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن التصميم والمواد المناسبة ستسمح بالتمتع بها على المدى الطويل وبتكاليف صيانة منخفضة نسبيًا.

إن أكثر المراحل تعقيدًا في إنشاء نظام الأسقف الخضراء هي العزل المائي وقدرة التحمل الهيكلية وإدارة مياه الصرف. إذا لم تكن لديك المعرفة التقنية المناسبة ، فمن الأفضل استخدام خدمات متخصص.

إنشاء سقف أخضر خطوة بخطوة

1.- تحديد الغرض والتصميم

أول شيء هو تحديد ما إذا كان السقف الأخضر سيكون للزينة أو الطعام أو لزراعة النباتات الطبية. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن حجم النباتات التي سيتم استخدامها مقيد بسعة تحميل السقف.

2.- التقييم الإنشائي

يجب إجراء تقييم للخصائص الهيكلية للمبنى لمعرفة سعة حمولته. لهذا ، من الأفضل استشارة مهندس مدني أو مهندس معماري أو باني رئيسي.

3.- اختيار الأنواع النباتية

يتم تحديد اختيار الأنواع النباتية المراد زراعتها من خلال استخدام السقف الأخضر والقيود الهيكلية للمبنى ومناخ المنطقة.

يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن حدوث الأشعة الشمسية ودرجة الحرارة ونظام الرياح تتأثر بموقع العقار وارتفاعه. عند اختيار نباتات الطعام ، قد تكون هناك حاجة إلى رعاية إضافية لمكافحة الآفات والأمراض.

في الأسطح الخضراء المكثفة ، من الممكن تطبيق مجموعة كاملة من إمكانيات تصميم المناظر الطبيعية التي تجمع بين النباتات الحولية والمعمرة مع فترات ازدهار مختلفة.

بالنسبة للأسطح الواسعة ، يتم استخدام الأعشاب بشكل عام ، والتي تتطلب ريًا متكررًا خلال فصل الصيف. عندما لا يكون من الممكن أن يكون لديك نظام ري ، فمن المستحسن استخدام النباتات النضرة مثل الصبار أو أنواع Sedum أو Sempervivum أو Delosperma.

4.- تصحيح العزل المائي الأصلي ومنحدر السقف

من الضروري التحقق من حالة طبقة العزل المائي لغطاء السقف الخارجي وتقييم ما إذا كان السطح مستويًا جيدًا. في حالة وجود أي مشاكل ، يجب إصلاح طبقة العزل المائي أو استبدالها وإجراء تصحيحات المستوى اللازمة.

5.- تسرب المياه الخاصة

يتطلب إنشاء سقف أخضر طبقة عازلة إضافية تدوم طويلاً لتجنب الاضطرار إلى استبدال النظام. لهذا الغرض ، يجب تثبيت أنظمة العزل المائي بضمانات تصل إلى 10 أو 20 عامًا وعمر افتراضي يصل إلى 40 إلى 50 عامًا.

يشمل هذا العزل المائي الخاص تركيب طبقة من البولي فينيل كلوريد عالي الكثافة (PVC). عندما يتعلق الأمر بسقف (سقف مسطح) ، فمن الضروري أن يكون هناك تسوية مناسبة في اتجاه الصرف لتجنب تراكم المياه.

6.- طبقة مضادة للجذر

من الضروري تثبيت طبقة فوق نظام الصرف تمنع الجذور من دخول الطبقات السفلية. هذا يمنع انسداد الصرف أو تلف طبقة العزل المائي.

الطبقة المضادة للجذر مقاومة ومرشحة لأنها يجب أن تسمح بمرور الماء وتمنع مرور الجذور.

7.- الصرف الصحي

يجب وضع طبقة تصريف تسمح بمرور المياه والتي قد تتكون من لوح مموج أو لوح مموج.

وبالمثل ، يمكن استخدام شبكة هيكلية بطبقة ترشيح تسمح بمرور المياه من الطبقة السفلية العلوية وتشتت إلى منافذ الصرف.

8.- طبقة الترشيح

فوق طبقة الصرف ، من الملائم تضمين طبقة مرشح تمنع مرور الجزيئات الخشنة من الركيزة التي يمكن أن تسد مخرج المياه.

9.- الركيزة

بعد ذلك ، على طبقة الترشيح والمضادة للجذر ، يتم ترسيب طبقة الركيزة ، والتي يعتمد تكوينها على نوع النباتات التي سيتم إنشاؤها. من المهم جدًا أن يضمن نسيج هذه الطبقة امتصاصًا كافيًا للرطوبة دون الاحتفاظ بالمياه بشكل مفرط.

الركيزة الأكثر ملاءمة هي نظام الآفاق الذي يحتوي على طبقة من الرمل والحصى الناعم في القاعدة وعلى رأس هذا خليط من الطين مع التربة الخصبة.

10- البذر

بمجرد إنشاء الركيزة ، يجب إجراء زراعة الأنواع النباتية المختارة. بالنسبة لبعض النباتات مثل الحشائش أو المروج ، يمكن وضع لفائف مسبقة البذور وضبطها بسرعة على الركيزة.

في حالة النباتات الأخرى ، يمكن زرع البذور أو الشتلات التي يتم الحصول عليها في المشتل مباشرة.

10.- الصيانة

تتطلب الأسطح الخضراء عمومًا القليل جدًا من الصيانة مثل الفحص الدوري للمصارف للتحقق من أنها تعمل بشكل صحيح.

من ناحية أخرى ، قد يكون من الضروري الري على الأقل خلال فترة الجفاف لضمان التطور السليم للنبات. في هذه الحالة ، أنسب أنظمة الري هي الرش أو بالتنقيط.

فوائد

التنظيم الحراري وتوفير الطاقة

يوجد في المدن وفرة كبيرة من الخرسانة والأسفلت وكذلك معدات تكييف الهواء وحركة مرور المركبات التي تنتج بيئة ذات درجات حرارة عالية. لذلك ، يحدث ما يسمى تأثير البياض أو تأثير جزيرة الحرارة الحضرية.

البيدو هو مقياس لكمية الطاقة الشمسية التي ينعكسها السطح وبالتالي لا يتم امتصاصها كحرارة. المناطق الحضرية لديها بياض أقل بنسبة 10 ٪ من المناطق الريفية.

وبهذا المعنى ، تساعد الأسطح الخضراء في تنظيم درجة حرارة المباني عن طريق تقليل حدوث الأشعة فوق البنفسجية على غطاء السقف الخارجي. تشير التقديرات إلى أن استخدام الأسطح الخضراء يمكن أن يقلل من استخدام أجهزة تكييف الهواء بنسبة تصل إلى 40٪.

امتصاص ثاني أكسيد الكربون

تساعد الأسطح الخضراء في تقليل تأثير الاحتباس الحراري وتقليل الاحتباس الحراري. هذا لأن النباتات عبارة عن أحواض للكربون ، لأنها تحبس ثاني أكسيد الكربون المتولد في المدينة لإجراء عملية التمثيل الضوئي.

تنقية الهواء

النباتات عبارة عن مرشحات هواء طبيعية لأنها تمتص ثاني أكسيد الكربون وتطلق الأكسجين وبالتالي تساعد في تنقية الهواء في المناطق الحضرية. من ناحية أخرى ، تم العثور على الأسطح الخضراء لتقليل ثاني أكسيد الكبريت وحمض النيتروز في الهواء بنسبة 37٪ و 21٪ على التوالي.

استخدام مياه الأمطار

عندما يسقط المطر على سطح تقليدي ، فإنه يؤثر بشكل مباشر على الغطاء الخارجي مما يؤدي إلى تآكل. وبالمثل ، عند مواجهة سطح أملس وغير مغطى ، يزداد معدل التدفق وسرعة الحركة.

مشكلة أخرى في المدن هي أحداث تشبع نظام الصرف الصحي (الفائض) الذي ينتج مجاري مائية قادرة على حمل كمية كبيرة من النفايات. يمكن أن تنتهي هذه النفايات في الأنهار أو البحر وتولد التلوث.

على سبيل المثال ، في مدينة نيويورك ، تشير التقديرات إلى أن 50٪ من أحداث هطول الأمطار تنتهي بفيضانات. تشير التقديرات إلى أنها توفر 40 مليار جالون من المياه غير المعالجة سنويًا.

على العكس من ذلك ، في السطح الأخضر ، تعمل طبقة الغطاء النباتي والركيزة على تخفيف تأثير مياه الأمطار. بهذه الطريقة يتم امتصاص جزء من التدفق وتقليل سرعة الصرف.

بالإضافة إلى ذلك ، يحمي نظام السقف الأخضر طبقة العزل المائي ، ويقلل من مخاطر تدفق المجاري ويطيل العمر الإنتاجي لنظام الصرف.

يزيد من العمر الإنتاجي للعزل المائي

يخضع الغطاء الخارجي للسقف لتغيرات كبيرة في درجات الحرارة ، لا سيما في المناطق ذات التغيرات الموسمية الملحوظة. في دراسة تبين أن السقف غير المغطى يمكن أن يعاني من تغيرات نهارية تصل إلى 50 درجة مئوية ومع نظام السقف الأخضر يتم تقليله إلى 3 درجات مئوية فقط.

لذلك ، يساهم السقف الأخضر المُدار جيدًا في زيادة عمر خدمة العزل المائي للمباني. تعمل طبقة الغطاء النباتي على تعديل التغيرات في درجة الحرارة وتحمي من الإشعاع الشمسي.

يحسن الصوتيات

تخمد الطبقة النباتية الضوضاء الحضرية وتحسن الصوتيات في المنطقة. بهذه الطريقة يساهم في عزل الصوت للممتلكات.

عناصر زخرفية ومساحات للترفيه

تعتبر الأسطح الخضراء ذات التصميم المناسب للمناظر الطبيعية عنصرًا زخرفيًا مناسبًا. من ناحية أخرى ، في حالة الأسطح الخضراء تصبح مكانًا للترفيه.

أنها توفر الغذاء والطب الطبيعي

في الأسطح الخضراء ، يمكن زراعة النباتات الغذائية والطبية التي يمكن استخدامها لاستهلاك سكان المبنى. ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن هذه المصانع تتطلب عناية إضافية لضمان الإنتاج الفعال.

تقييم الممتلكات وفورات الضرائب

وفقًا للدراسات الدولية ، عند وضع سقف أخضر ، يمكن أن تزيد مكاسب رأس المال للعقار بنسبة تصل إلى 15 ٪ في سوق العقارات. هذا لأنها تولد وفورات كبيرة في الطاقة وتحسن نوعية الحياة.

أيضًا ، يمكن التعامل مع الاستثمار في تركيب أنظمة الأسقف الخضراء كمصاريف صيانة. لذلك ، قد يكون هذا الاستثمار معفيًا من الضرائب.

سلبيات

مخاطر حدوث تسربات أو أضرار إنشائية بالمبنى

إذا لم يتم وضعها بشكل صحيح ، يمكن أن تتسبب الأسطح الخضراء في حدوث مشاكل في الرطوبة أو تسرب أو حتى أضرار هيكلية للمبنى. بعض أنواع النباتات لديها نظام جذر عدواني ويمكن أن تصل إلى الغطاء الخارجي للسقف وتسبب الضرر.

من ناحية أخرى ، يمثل نظام السقف الأخضر وزناً إضافياً على المبنى يجب مراعاته بعناية لتجنب الحوادث.

تكاليف إعداد عالية

يمكن أن يكون متوسط ​​تكلفة إنشاء سقف أخضر ضعفي إلى ثلاثة أضعاف تكلفة السقف التقليدي.

يتطلب عناية دائمة

يتطلب السقف التقليدي فقط إشرافًا دوريًا مناسبًا لتقييم حالة عباءة العزل المائي. في حالة الأسطح الخضراء المكثفة ، يجب أن تكون الصيانة دورية لضمان حسن سيرها.

المراجع

1.- مجلس مدينة برشلونة. دليل الأسطح الحية والأسطح الخضراء. BCN. 41 ص.

2.- Castleton، HF، Stovin، V.، Beck، SBM، & Davison، JB (2010). الأسطح الخضراء: بناء توفير الطاقة وإمكانية التعديل التحديثي. الطاقة والمباني 42: 1582-1591.

3.- Getter، KL، & Rowe، DB (2006). دور الأسطح الخضراء الواسعة في التنمية المستدامة. HortScience 41: 1276-1285.

4.- جوميز-فيلاسكيز جا (2014). معايير تحليلية لتقييم العقارات المستدامة. يعرض الأسقف والجدران الخضراء. المؤتمر الوطني للتثمين: الحاضر والماضي والمستقبل. جواناخواتو ، المكسيك. 34 ص.

5.- مينتينز ، ج. ، ريس ، د. ، وهيرمي ، م. (2006). الأسطح الخضراء كأداة لحل مشكلة جريان مياه الأمطار في القرن الحادي والعشرين المتحضر؟ المناظر الطبيعية والتخطيط العمراني 77: 217-226.

6.- أوبرندورفر E. ، Lundholm ، J. ، Bass ، B. ، Coffman ، RR ، Doshi ، H. ، Dunnett ، N. Rowe ، B. (2007). الأسطح الخضراء كنظم بيئية حضرية: الهياكل والوظائف والخدمات البيئية. العلوم البيولوجية 57: 823-833.

7.- Zielinski S و García-Collante MA و Vega-Patermina JC (2012). الأسطح الخضراء. أداة قابلة للتطبيق للإدارة البيئية في قطاع الفنادق في روداديرو ، سانتا مارتا؟ الإدارة والبيئة 15: 91-104.