При современном проектировании жилищных комплексов важно использовать не только стандартные подходы, но и нестандартные решения, которые пока не находят своего отображения в устаревших нормах  по строительству. Сейчас много строится зданий, где крайне трудно соблюдать требования документации и нормативов по озеленению, поэтому новейшие мировые разработки и их внедрение позволят решить эти проблемы и улучшить современный вид новостроек. 

Формулирование целей статьи

Целью статьи является раскрытие преимуществ создания зелёных стен в современной ландшафтной архитектуре городской среды.

 Изложение основного материала

Название «Зелёная стена», в дальнейшем  зелёные стены, совместно с названием «Вертикальный сад»  являются  терминами, используемыми для обозначения покрытых растительностью по всей форме поверхностей стен (Green roof organization, 2008) [1].  Зелёные стены не только невероятно красивы, но и полезны в оживлении структуры городской среды. Зелёные стены способны поглощать нагретый газ в воздухе и понижать температуру,  как в помещении, так и снаружи. Кроме этого, они обеспечивают более качественный состав воздуха внутри зданий,  одновременно создавая более привлекательные места для внутренней рекреации и оформления интерьера (Yeh 2012) [2]. Снаружи зелёные стены замедляют поток дождевой воды и обеспечивают пищей и кровом  различных птиц и насекомых (Thomson and Sorvig 2000) [3].

Преимущества зелёных стен

Вертикальные сады обеспечивают большие экономические и экологические преимущества, а также высокую эстетическую ценность. Эти преимущества позволяют изменять параметры различных зданий путем внедрения новых технологий создания зеленых стен, их растительного многообразия и неповторимости, а также выбора освещенности растений c использованием   LED – ламп. В этой части рассматривается важные преимущества зеленых стен.

1. Красота и изобилие растений зеленых стен добавляют сильный визуальный эффект городской среде.

Растения являются одним из самых быстрых, наиболее экономически эффективных агентов для исправления негативного восприятия невзрачной городской среды и повышения привлекательности в зданиях общественного профиля, а также значительно улучшают визуальные свойства, экономические и социальные условия города. Применение вертикальных садов показало, что происходит увеличение стоимости недвижимости за счет резкого повышения удобства зданий и установления более высокого общественного признания, превращая их в узнаваемые местные достопримечательности [4].

2. Зелёные стены прикрывают вид плоских или некрасивых стен и обеспечивают защиту здания.

Защита в основном производится за счет уменьшения колебаний температуры на наружной оболочке здания. Уменьшение колебания температуры снижает расширение и сокращение строительных материалов и увеличивает продолжительность жизни здания. Зелёные стены ограждают здания от ультрафиолетовых лучей и кислотного дождя, уменьшают образование трещин и карбонизацию оболочки здания, при этом улучшается его долговечность и срок службы увеличивается (Doernach 1979) [5].

3. Зелёные стены снижают уровень шума.

Почва и растения, которые используются для высадки в вертикальных садах, обладают  функцией шумового поглощения. По этой причине они могут выполнять шумопоглощение,  которое происходит как в самом здании, так и в его закрытых зелеными стенами  областях. Зелёные стены обеспечивают создание буфера шума, который значительно снижает внешние шумы и вибрации (до 40дБ) внутри  домов и на рабочих местах [6].

Маленькое, закрытое  зеленью пространство, расположенное вокруг рабочего места в офисе, приведет к снижению шума на 5 децибел (Jacobs 2008) [7].

4. Экономия воды и на полив требуется меньше усилий.

Одним из самых больших преимуществ вертикальных садов, является то, как они управляют водой. Полив растений в этих вертикальных садах осуществляется очень эффективно, это делается с помощью системы капельного полива или системы гидропоники. Любые выпавшие осадки собираются в нижней части сада в специальном лотке. Эти осадки могут быть переработаны и запущены обратно в сад специальными насосами. Это означает, что вся практически вся вода расходуется растениями и там очень мало отходов. Современные системы вертикальных садов, кроме сбора воды, имеют и дренажную систему для отвода избытки влаги. Кроме сбора осадков, предусмотрена возможность подвода воды из коммунальных систем города или специальных накопителей воды, установленных в различных местах зданий [8] .

5. Снижают уровень CO2 и увеличивают поступление кислорода и улучшают качество воздуха.

Зелёные стены имеют непосредственные экологические преимущества в сокращении выброса парниковых газов и других летучих органических соединений из наших загрязненных городов. Растения действуют как естественные био-очистители и играют важнейшую роль в повышении качества городского воздуха путем биохимических процессов удаления и разрушения в воздухе загрязняющих веществ как снаружи, так и внутри здания. Благодаря фотосинтезу растений, которые производят чистый, богатый кислородом воздух, видна ценность использования  живых растений в качестве биофильтра в загрязнённых городских условиях. Приблизительно 1 квадратный метр зеленой стены будет фильтровать воздух для приблизительно 100 квадратных метров офисной площади. Рассмотренный в общем пример показывает, что создание только одной зеленой стены на одном из домов на улице из 50 домов, равно высадке 50 крупных деревьев на этой улице [9].

Еще одним преимуществом вертикальных садов является то, что они улучшают качество воздуха застроенных территорий, как внутри домов, так и снаружи. Это происходит потому, что растения являются естественными фильтрами – принимая диоксид углерода из воздуха и заменяя его необходимым кислородом. Они также помогают фильтрации загрязняющих веществ из воздуха. Это означает, что воздух, которым вы дышите, гораздо чище и здоровее[8]. Исследования показали, что существуют значительные более низкие концентрации токсинов в районе, где расположены вертикальные сады (Wolf 2002) [10].

6. Зелёные стены предотвращают влияние  от воздействия пыли и вредных микроорганизмов.

Растения снижают скорость ветра и также предотвращают попадание пыли во влажной среде, которая создана их корнями и листьями. При помощи этой среды, растения вызывают исчезновение вредных микроорганизмов, улучшают качество воздуха. Было доказано, что это может уменьшить возникновения кашля на 30 %,  уменьшить сухость в горле и раздражение на 24% благодаря установленным в помещениях зеленым стенам и очистке офисного воздуха растениями. Растения поглощают загрязняющие вещества через листья и передают токсины к своим корням, где они превращаются в пищу для растений. С таким естественным очищением воздуха в офисе люди имеют меньше шансов быть больными. Помещения с растениями содержат  меньшее количество в  воздухе плесени и бактерий на 50-60 %, чем в помещениях без растений [11].

7. Зелёные стены действуют как естественная изоляция для горячего и холодного воздуха и способствуют экономии энергии для вашего здания.

Зелёные стены снижают требования кондиционирования воздуха и потребление энергии городских зданий через охлаждение города. Растительность на стенах может помочь в охлаждении зданий летом и действуют изолирующие на них в зимний период. Зимой, вечнозелёные виды растений предлагают высокую степень изоляции путем улавливания слоя воздуха напротив фасада и уменьшение конвекционной потери тепла. Изолирующий эффект до 30% был зафиксирован, хотя такой высокий процент является лишь вероятным, когда температура опускается близко к замораживанию.  Экономия энергии более значительна на хорошо изолированных зданиях, с такими, как имеющими полости в стенах из кирпича. В течение лета, горячие стены вызывают повышение температуры  внутри зданий, и это приводит к растущему спросу на системы охлаждения и способствует большему увеличению потребления  энергии. Когда здания имеют зелёные стены, температура  поверхности здания под зеленой стеной уменьшается, и снижается значение  тепловой нагрузки. Зелёные стены могут уменьшить температуру на целых 15 ° F, что приводит к значительной экономии кондиционирования воздуха [12].

В Токийском технологическом институте  тесты показали, что зеленая стена  снижает температуру стенки на 10 ° С. Был также сделан вывод, что зеленая стена может уменьшить передачу энергии здания на 0.24kWh / м².   Расчеты в экономии энергии зелеными стенами в значительной степени зависят от направления стены, куда она  обращена, от угла солнца, и многих других факторов [13].

8. Растения зелёных стен становятся менее доступными для болезней и вредителей.

Так, как они растут вертикально, многие вредители не могут даже добраться до растений. Это означает, что у вас будут очень маленькие проблемы с вредителями, способными  атаковать ваши растения, так что вам не нужно использовать пестициды или инсектициды для растений зелёных стен, экономя с использованием химических веществ. Кроме того, воздух хорошо циркулирует вокруг вертикального сада и растения также получают много солнечного света, так что существует гораздо меньший риск заболеваний растений, страдающих от плесени, грибков или болезней [8].

9. Зелёные стены уменьшают уровень стресса, создают спокойную атмосферу.

Вертикальные сады показали, что восстановительное действие природных пейзажей держит внимание зрителя, отвлекает их от замыкания «в себе» и от тревожных мыслей и вызывает чувство медитации. Они помогают облегчить физиологические и психологические давления городской жизни, предоставляя духовную и физическую связь с природой. Красота зелёных стен на  покрытиях из бетона и стали может омолодить наш ум и физическая усталость значительно снижается. Участники Texas A & M University и исследования Surrey University также сообщили, что возникало чувство быть более внимательными и работоспособными, когда растения присутствовали на фасадах домов. Участники, которые работали в среде с растениями, были на 12% более производительными и меньше подвержены стрессу, чем те, кто работал в среде без каких-либо растений (Gilhooley 2002)[14].

10. Зелёные стены повышают ценность и посещаемость вашего дома или офисного здания.

Американские и британские исследования показывают, что наличие зелёных стен может увеличить стоимость имущества на 6-15% [15].

11. Зелёные стены создают возможность восстанавливать места, где дикая природа может выжить.

Природные места обитания исчезают с угрожающей скоростью, и потеря среды обитания является угрозой номер один для дикой природы сегодня. Зелёные стены являются частью решения, способного помочь восстановить дикую природу мест обитания для различных видов птиц и насекомых. Тщательно подбирая ассортимент и делая посадки привлекательных видов растений, зелёная стена может привлечь птиц и бабочек. Зеленые стены могут быть разработаны таким образом, чтобы обеспечить идеальные условия для птиц, пчел и бабочек, чтобы они могли выжить. Они могут обеспечить источниками воды, продуктами питания, защиты, а также местами, чтобы выносить и вырастить потомство [16].

12. Зеленые стены помогают смягчить городской тепловой эффект.

Городской тепловой остров (Urban Heat Island ,UHI) является городским районом, который значительно теплее, чем его окружающая сельская местность, особенно в конце второй половине дня и ночи в зимний сезон.

Во избежание путаницы с глобальным потеплением, ученые называют это явление «Urban HeatIsland Effect». «Есть несколько причин, которые могут объяснить эффект возникновения городского теплового острова, но основной причиной этого является чрезмерное развитие городов. Зелёные стены являются на сегодняшний день самым популярным способом охлаждения города. Зелёные стены в борьбе с охлаждением зданий и возникновением городского теплового острова показали хорошую эффективность и способны значительно уменьшить этот эффект, поглощая много тепла через процесс испарения» (Yamada 2008) [17].

Выводы

Для широкого внедрения создания зеленых стен в строительстве на пост-советской территории необходимо, прежде всего, изменить традиционный подход и изменить существующие ГОСТы и правила, принятые в строительстве, обязать застройщиков предусматривать возможность создания таких объектов, пусть даже в экспериментальном плане. На сегодняшний день эти технологии пока не получили достаточного развития на территориях таких стран как Россия, Украина, Беларусь.

Интересен в этом плане опыт Казахстана, где в 2014 году были разработаны новые правила и новые нормы озеленения жилищных кварталов. В этих нормах предусмотрено значительное увеличение площадей зеленых насаждений в расчете на одного жителя. С 2015 года началось строительство первого в Казахстане в г. Астана «Зеленого квартала», где будут внедряться зеленые стены на фасадах зданий и другие  инновационные идеи современной ландшафтной архитектуры.

Согласно МДС 13-5.2000 «Правила создания, охраны и содержания зеленых насаждений в городах Российской Федерации», выделяются три основные категории озелененных территорий, каждая из которых имеет свои особенности по отношению к гражданскому обороту (отношения к собственности, продажа, аренда), режимам пользования и способам хозяйствования [2].

К первой категории относятся озелененные территории общего пользования – это территории, используемые для рекреации населения всего города или отдельного жилого района.

Вторую категорию составляют озелененные территории ограниченного пользования. Это территории в пределах жилой, гражданской, промышленной застройки, территорий и организаций обслуживания населения и здравоохранения, науки, образования, рассчитанные на пользование определенными группами населения.

Также выделяют озелененные территории специального назначения. К ним относятся санитарно-защитные, водоохранные, защитно-мелиоративные зоны, кладбища, насаждения вдоль автомобильных и железных дорог, питомники, цветочно-оранжерейные хозяйства, территории, подпадающие под действие Федерального закона «Об особо охраняемых территориях». В этой статье в основном будут рассмотрены озелененные территории общего пользования.

Зеленые насаждения выполняют несколько функций [3]. Рассматривая санитарно-гигиеническую функцию, в первую очередь следует отметить тот факт, что представители флоры способны очищать воздух от вредных загрязняющих веществ, количество которых в настоящее время становится все больше в связи с увеличением числа автотранспорта. Еще растения выделяют особые органические соединения – фитонциды, которые убивают болезнетворные бактерии или задерживают их развитие. Эти свойства приобретают особую значимость в условиях города, в воздухе которого содержится большое количество различных болезнетворных бактерий и вирусов. Также деревья, посаженные на территории селитебных зон и вдоль автомобильных дорог, уменьшают интенсивность шума, который при сильном воздействии влияет на психоэмоциональное состояние человека, разрушает здоровье, снижая физические и умственные способности человека.

Помимо санитарно-гигиенической функции озеленение выполняет рекреационную и декоративно-художественную функции. То есть человек может отдыхать на открытом воздухе, не покидая при этом границ города, а красивые скверы и клумбы вдоль тротуаров украшают улицы.

Таким образом, зеленые насаждения играют большую роль в формировании городской среды с благоприятными в экологическом аспекте условиями жизни населения. Поэтому очень важным является развитие этой сферы благоустройства города. Но, даже несмотря на то, что роль озеленения городских территорий достаточно велика, в современных крупных городах, в том числе российских, существуют определенные проблемы в решении данного вопроса.

Первой и самой главной проблемой является недостаточность озеленения. В современных городах, где главной особенностью является плотность застройки, зачастую не хватает места для размещения даже небольших скверов и парков, которые вносили бы большой вклад в оздоровление окружающей среды города. Во-вторых, парковые зоны в городской черте могут располагаться неравномерно. Например, основная масса скверов и парков может находиться в центре города, а на окраинах будет нехватка зеленых насаждений. Такое расположение озелененных территорий не позволяет растениям качественно и в полной мере фильтровать воздух, а значит загрязнения, находящиеся в окружающей среде, будут оказывать негативное влияние на человека и окружающую его среду.

Еще одной проблемой, которую можно отнести к вопросу озеленения города, является не всегда заботливое отношение людей к растениям. Красивые и ухоженные парки привлекают большие массы людей, поэтому нередко можно заметить поломанные ветки, оборванные цветы или растоптанный газон. Такое отношение населения к объектам озеленения способствует ухудшению, как здорового функционирования, так и просто внешнего вида растений, которые утрачивают свою привлекательность по отношению к другим природным составляющим данной озелененной территории. Но, несмотря на то, что существует немало проблем в озеленении городов, способы решения этих вопросов, так или иначе, имеются.

Одним из решений данной проблемы может стать создание садов на крышах домов. Такие зеленые насаждения уже давно распространены в европейских странах. В России же сады на крышах только начинают распространяться по регионам. Крыши в современных зданиях обладают достаточно высокой несущей способностью, то есть они могут выдерживать большие нагрузки. На крышах нередко устраивают автостоянки, а на высотных домах – даже посадочные площадки для вертолетов. Вместе с тем крыша современного многоэтажного дома перенасыщена коммуникациями: телевизионными антеннами, световыми фонарями, надстройками над лифтовыми шахтами, вентиляционными вытяжками и др. [4] Поэтому выделить на крыше место для сада становится весьма проблематично. Помимо этого, при проектировании сада на крыше дома следует учитывать и условия произрастания самих растений, которым требуется почва, полив и постоянный уход. Но даже при том, что данное архитектурное решение было бы достаточно эффективным в вопросе озеленения городских территорий, осуществить его оказывается не просто, так как в этом случае происходит значительное удорожание как создания проекта, так и само строительство таких зданий.

Нехватка места в городах в настоящий момент решается сносом части зданий, утративших свою значимость. На их месте создаются озелененные территории, предназначенные для отдыха и рекреации населения. Это могут быть крупные парки культуры и отдыха или небольшие скверы, с проложенными тротуарами.

К решению проблем озеленения можно отнести тот факт, что при проектировании современных жилых комплексов учитывается ландшафт и озеленение формируется таким образом, что оно это создает зеленый каркас для дальнейшего развития экосистемы комплекса и города в целом. Большое внимание сейчас уделяется озеленению двора и прилегающих территорий, где создаются парковые зоны для отдыха, прогулок и занятия спортом всех слоев общества.

Помимо строительных решений существуют и решения морально-этического характера. Среди населения необходимо развивать идеи бережного отношения к объектам живой природы. Даже взрослое население зачастую забывает о самых простых правилах, которые необходимо соблюдать в природной среде, к которой можно отнести и озелененные территории города.

Подводя итог всего вышесказанного, можно сделать окончательный вывод о том, что озеленение городских территорий имеет очень большое значение для развития города. Поэтому важно развивать все сферы общества, которые так или иначе могут повлиять на формирование, развитие и сохранение озелененных территорий, которые в свою очередь способны улучшить условия проживания людей в городской среде.

Зеленые насаждения выполняют несколько важных функций. Во-первых, растения способны очищать воздух от вредных загрязняющих веществ и уменьшать интенсивность шума, а выделяемые ими особые органические соединения – фитонциды – убивают болезнетворные бактерии или задерживают их развитие. Во-вторых, озеленение выполняет рекреационную и декоративно-художественную функции. То есть человек может отдыхать на открытом воздухе, не покидая при этом границ города, а красивые скверы и клумбы вдоль тротуаров придают улицам привлекательный и яркий вид.

Таким образом, зеленые насаждения играют важную роль в формировании городской среды с благоприятными в экологическом аспекте условиями жизни населения.

Рассмотрим озеленение городских территорий города Абакана. Абакан – столица республики Хакасия. По классификации российских городов по численности Абакан относится к большим городам. По данным РосСтата на 1 января 2016 в городе проживает 179 163 человек [1].

Наиболее крупными объектами, входящими в число озелененных территорий города, в Абакане являются парки «Комсомольский», «Преображенский» и «Орлёнок», а также скверы «Черногорский» и «Пушкинский». Помимо этого, в городе имеется «Зона отдыха», которая включает в себя территорию для активных занятий спортом, а также береговую линию с благоустроенным пляжем.

Город Абакан обладает достаточно высоким уровнем озеленения. На большей части улиц растет много деревьев, за которыми ведется своевременный уход. В центре города летом можно увидеть красивые цветочные композиции, которые привлекают внимание прохожих, тем самым благотворно влияя на их эмоциональное состояние. Административные, образовательные, здравоохранительные и другие общественные учреждения окружены зеленью. В центре городе растут хвойные деревья, которые своим величественным видом создают атмосферу торжественности. Помимо хвойных деревьев, на улицах Абакана можно встретить тополя, вязы и березы, а также различного вида кустарники. Все это создает впечатление о городе, как очень озелененном городе с чистым воздухом.

Помимо качественной оценки озеленения территорий, существуют и количественные характеристики, которые позволяют оценить уровень озелененности города в целом.

Если посмотреть на карту г. Абакана (рис.1), на которой выделены некоторые основные имеющие озеленение территории, то можно сказать, что такие территории занимают относительно большую площадь. 

Рисунок 1 – Карта-схема г. Абакана

Строительные нормы и правила СНиП 2.07.01-89 “Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений” устанавливают ряд требований для озелененных территорий различного назначения [2].

Так, уровень озелененности территории застройки должен быть не менее 40% [2]. Согласно паспорту муниципального образования г. Абакана за 2015 год [3], земельных участков, занятых особо охраняемыми территориями и объектами, городскими лесами, скверами, парками, городскими садами в городе нет, территории, предназначенные для размещения объектов рекреационного и лечебно-оздоровительного назначения занимают площадь равную 0,4 км². По нашим подсчетам, произведенных с помощью онлайн-сервисов, перечисленные выше территории занимают не менее 3-4 км². Но это значение не может являться достоверным, так как в это число не входят зеленые насаждения, располагающиеся вдоль речных каналов, на территории производственных и санитарно-защитных зон, а также аллеи, бордюры, живые изгороди и другие элементы озеленения, которые, как и перечисленные ранее элементы, составляют зеленый каркас города. По данным МБУ «Спецавтобаза ЖКХ» города Абакана озелененные территории на улицах города, за которыми ведется уход, занимают 4,02 км² [4], что соотносится с полученными нами значениями. Но и это значение нельзя считать абсолютно верным, так как существует большое количество произвольно растущих деревьев и кустарников. Общая площадь самого города Абакана составляет 112,77 км² [3]. Таким образом, доля озелененных территорий в общей площади города составляет всего 3,6 %, но еще раз отметим, что это только те территории, за которыми ухаживают специальные организации.

Необходимая площадь озелененных территорий общего пользования – парков, садов, скверов, бульваров, размещаемых на селитебной территории городских поселений, зависит от численности населения города. Для крупнейших, крупных и больших городов общегородские озелененные территории общего пользования должны составлять 10 м²/чел.[2]. Как говорилось ранее, численность населения города Абакана составляет 179 163 человек, а площадь, приходящаяся на озелененные территории, примерно равна 4 км². То есть, на одного человека приходится 22 м², что соответствует указанной норме.

Время доступности городских парков должно быть не более 20 мин, а парков планировочных районов – не более 15 мин. В городе Абакане данное требование выполняется.

Бульвары и пешеходные аллеи следует предусматривать в направлении массовых потоков пешеходного движения. На данных объектах следует предусматривать площадки для кратковременного отдыха. В Абакане бульвар проходит по главной улице города – улице Ленина. По обеим сторонам пешеходной дорожки высажены аллеи, бульвар оборудован лавочками, лестницами и светильниками, что удовлетворяет еще одному требованию Строительных норм и правил.

Кроме этого архитектурного объекта, все другие элементы озеленения города, такие как парки и скверы, благоустроены и оборудованы малыми архитектурными формами: фонтанами, лестницами, пандусами, беседками, светильниками и др.

Таким образом, на основе проведенного анализа озелененных территорий города Абакана можно сказать, что уровень озелененности города является достаточно высоким. Количественные характеристики территорий соответствуют основным нормам и правилам, существующим в данной области благоустройства.